Εναλλάκτης θερμότητας κελύφους και σωλήνα για θέρμανση και ψύξη

Ο εναλλάκτης θερμότητας κελύφους και σωλήνα που προσαρμόστηκε από τη Vrcooler σύμφωνα με τις απαιτήσεις του πελάτη έχει βαφτεί και είναι έτοιμος για συσκευασία και αποστολή στη Γαλλία.

Οι εναλλάκτες θερμότητας κελύφους και σωλήνα ονομάζονται επίσης εναλλάκτες θερμότητας κελύφους και σωλήνων. Είναι ένας εναλλάκτης θερμότητας χωρισμένου τοίχου που χρησιμοποιεί το τοίχωμα της δέσμης σωλήνων που περικλείεται στο κέλυφος ως επιφάνεια μεταφοράς θερμότητας. Αυτό το είδος εναλλάκτη θερμότητας έχει σχετικά απλή δομή και αξιόπιστη λειτουργία. Μπορεί να κατασκευαστεί από διάφορα δομικά υλικά (κυρίως μεταλλικά υλικά), και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε υψηλή θερμοκρασία και υψηλή πίεση. Είναι ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος τύπος αυτή τη στιγμή.

Παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη στο σχεδιασμό των εναλλάκτη θερμότητας κελύφους και σωλήνα

Υπάρχουν πολλοί τύποι εξοπλισμού ανταλλαγής θερμότητας. Για κάθε συγκεκριμένη συνθήκη μεταφοράς θερμότητας, θα ληφθεί το καταλληλότερο μοντέλο εξοπλισμού μέσω της βέλτιστης επιλογής. Εάν αυτός ο τύπος εξοπλισμού χρησιμοποιείται σε άλλες συνθήκες, το αποτέλεσμα μεταφοράς θερμότητας μπορεί να βελτιωθεί. μεγάλη αλλαγή. Ως εκ τούτου, είναι πολύ σημαντική και περίπλοκη εργασία η επιλογή του τύπου εναλλάκτη θερμότητας για συγκεκριμένες συνθήκες εργασίας. Για το σχεδιασμό των εναλλάκτη θερμότητας κελύφους και σωλήνων, αξίζει να ληφθούν υπόψη οι ακόλουθοι παράγοντες:

 

1. Επιλογή ταχύτητας ροής

Ο ρυθμός ροής είναι μια σημαντική μεταβλητή στο σχεδιασμό του εναλλάκτη θερμότητας. Η αύξηση του ρυθμού ροής θα αυξήσει τον συντελεστή μεταφοράς θερμότητας και ταυτόχρονα, η πτώση πίεσης και η κατανάλωση ενέργειας θα αυξηθούν επίσης. Εάν χρησιμοποιείται υγρό άντλησης, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η πτώση πίεσης θα πρέπει να καταναλώνεται όσο το δυνατόν περισσότερο στον εναλλάκτη θερμότητας αντί στη βαλβίδα ρύθμισης, αυτό μπορεί να βελτιώσει το αποτέλεσμα μεταφοράς θερμότητας αυξάνοντας τον ρυθμό ροής.

Η χρήση υψηλότερου ρυθμού ροής έχει δύο πλεονεκτήματα: το ένα είναι η αύξηση του συνολικού συντελεστή μεταφοράς θερμότητας, μειώνοντας έτσι την περιοχή μεταφοράς θερμότητας. το άλλο είναι να μειωθεί η πιθανότητα ρύπανσης στην επιφάνεια του σωλήνα. Αντίστοιχα όμως αυξάνει και την κατανάλωση αντίστασης και ισχύος, οπότε είναι απαραίτητο να γίνει μια οικονομική σύγκριση για να προσδιοριστεί τελικά η κατάλληλη παροχή.

 

2. Επιτρεπόμενη επιλογή πτώσης πίεσης

Η επιλογή μεγαλύτερης πτώσης πίεσης μπορεί να αυξήσει τον ρυθμό ροής, ενισχύοντας έτσι το αποτέλεσμα μεταφοράς θερμότητας και μειώνοντας την περιοχή μεταφοράς θερμότητας. Αλλά η μεγαλύτερη πτώση πίεσης αυξάνει επίσης το κόστος λειτουργίας της αντλίας. Η κατάλληλη τιμή πτώσης πίεσης πρέπει να υπολογιστεί με βάση το συνολικό ετήσιο κόστος του εναλλάκτη θερμότητας, τις επαναλαμβανόμενες προσαρμογές στο μέγεθος του εξοπλισμού και τους υπολογισμούς βελτιστοποίησης.

Στις περισσότερες συσκευές, μπορεί να διαπιστωθεί ότι η θερμική αντίσταση στη μία πλευρά είναι σημαντικά υψηλότερη από την άλλη πλευρά και η θερμική αντίσταση σε αυτήν την πλευρά γίνεται η ελεγκτική θερμική αντίσταση. Όταν η θερμική αντίσταση της πλευράς του κελύφους είναι η πλευρά ελέγχου, η μέθοδος αύξησης του αριθμού των πλακών διαφράγματος ή μείωσης της διαμέτρου του κελύφους μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αύξηση του ρυθμού ροής ρευστού στην πλευρά του κελύφους και τη μείωση της αντίστασης μεταφοράς θερμότητας, αλλά υπάρχει ένα όριο για τη μείωση της απόστασης των πλακών διαφράγματος. Δεν μπορεί να είναι μικρότερη από 1/5 ή 50 mm διαμέτρου κελύφους. Όταν η θερμική αντίσταση της πλευράς του σωλήνα είναι η πλευρά ελέγχου, ο ρυθμός ροής του υγρού αυξάνεται αυξάνοντας την ωριμότητα του σωλήνα.

Όταν έχουμε να κάνουμε με παχύρρευστα υλικά, εάν το ρευστό είναι σε στρωτή ροή, το υλικό θα πάει στην πλευρά του κελύφους. Δεδομένου ότι η ροή του ρευστού στην πλευρά του κελύφους τείνει να είναι τυρβώδης, αυτό έχει ως αποτέλεσμα υψηλότερους ρυθμούς μεταφοράς θερμότητας και βελτιωμένο έλεγχο της πτώσης πίεσης.

 

3. Προσδιορισμός ρευστού από την πλευρά του κελύφους

Βασίζεται κυρίως στην πίεση λειτουργίας και τη θερμοκρασία του ρευστού, τη διαθέσιμη πτώση πίεσης, τη δομή και τα χαρακτηριστικά διάβρωσης και την επιλογή του απαιτούμενου εξοπλισμού και υλικών για να εξετάσει τον τρόπο για τον οποίο είναι κατάλληλο το ρευστό. Οι ακόλουθοι παράγοντες είναι διαθέσιμοι για εξέταση κατά την επιλογή:

Τα κατάλληλα υγρά για το πέρασμα του σωλήνα περιλαμβάνουν νερό και υδρατμούς ή ισχυρά διαβρωτικά υγρά. τοξικά υγρά? υγρά που είναι εύκολο να δομηθούν. υγρά που λειτουργούν σε υψηλή θερμοκρασία ή υψηλή πίεση κ.λπ.

Τα υγρά που είναι κατάλληλα για την πλευρά του κελύφους περιλαμβάνουν τη συμπύκνωση του αποστάγματος. συμπύκνωση και αναβρασμός υδρογονανθράκων. υγρά που ελέγχονται από πτώση πίεσης εξαρτημάτων σωληνώσεων. υγρά με υψηλό ιξώδες κ.λπ.

Όταν εξαλειφθεί η παραπάνω κατάσταση, η επιλογή της διαδρομής που ακολουθεί το μέσο θα πρέπει να επικεντρωθεί στη βελτίωση του συντελεστή μεταφοράς θερμότητας και στην αξιοποίηση της πτώσης πίεσης στο έπακρο. Δεδομένου ότι η ροή του μέσου στην πλευρά του κελύφους είναι εύκολο να φτάσει σε τυρβώδη ροή (Re μεγαλύτερη από ή ίση με 100), είναι γενικά ωφέλιμο να μετακινείται το υγρό με υψηλό ιξώδες ή χαμηλό ρυθμό ροής, δηλαδή το ρευστό με χαμηλά Reynolds αριθμός, στην πλευρά του κελύφους. Αντίθετα, εάν το ρευστό μπορεί να φτάσει σε τυρβώδη ροή στον σωλήνα, είναι πιο λογικό να κανονίσετε να περάσει μέσα από το σωλήνα. Από την άποψη της πτώσης πίεσης, γενικά η λειτουργία του κελύφους με χαμηλό αριθμό Reynolds είναι λογική.

 

4. Προσδιορισμός της τελικής θερμοκρασίας μεταφοράς θερμότητας

Η τελική θερμοκρασία ανταλλαγής θερμότητας καθορίζεται γενικά από τις ανάγκες της διαδικασίας. Όταν μπορεί να επιλεγεί η τελική θερμοκρασία ανταλλαγής θερμότητας, η τιμή της έχει μεγάλη επίδραση στο εάν ο εναλλάκτης θερμότητας είναι οικονομικός και λογικός. Όταν η θερμοκρασία εξόδου του ζεστού ρευστού είναι ίση με τη θερμοκρασία εξόδου του ψυχρού ρευστού, η απόδοση χρήσης θερμότητας είναι η υψηλότερη, αλλά η πραγματική διαφορά θερμοκρασίας μεταφοράς θερμότητας είναι η μικρότερη και η περιοχή ανταλλαγής θερμότητας είναι η μεγαλύτερη.

Επιπλέον, κατά τον προσδιορισμό της θερμοκρασίας εξόδου του ρεύματος, δεν είναι επιθυμητό να υπάρχει φαινόμενο διασταύρωσης θερμοκρασίας, δηλαδή η θερμοκρασία εξόδου του θερμού ρευστού είναι χαμηλότερη από τη θερμοκρασία εξόδου του ψυχρού ρευστού.

5. Επιλογή δομής εξοπλισμού

Για ορισμένες συνθήκες διεργασίας, θα πρέπει να καθοριστεί πρώτα η μορφή του εξοπλισμού, όπως η επιλογή μιας φόρμας σταθερού φύλλου σωλήνα ή μιας φόρμας πλωτής κεφαλής κ.λπ.

Στη διαδικασία σχεδιασμού του εναλλάκτη θερμότητας, οι γενικοί στόχοι της βελτίωσης της μεταφοράς θερμότητας συνοψίζονται ως εξής: μείωση του μεγέθους του εναλλάκτη θερμότητας υπό μια δεδομένη μεταφορά θερμότητας. βελτίωση της απόδοσης του υπάρχοντος εναλλάκτη θερμότητας. μειώστε τη διαφορά θερμοκρασίας του ρέοντος ρευστού εργασίας. ή μειώστε την ισχύ της αντλίας.

Η διαδικασία μεταφοράς θερμότητας αναφέρεται στη διαδικασία ανταλλαγής θερμότητας μεταξύ δύο ρευστών μέσω του τοιχώματος μιας σκληρής συσκευής. Σύμφωνα με τη μέθοδο μεταφοράς θερμότητας του ρευστού, μπορεί βασικά να χωριστεί σε δύο τύπους: χωρίς αλλαγή φάσης και αλλαγή φάσης. Η έρευνα για την βελτιωμένη τεχνολογία μεταφοράς θερμότητας χωρίς διαδικασία αλλαγής φάσης λαμβάνει γενικά τα αντίστοιχα μέτρα που βασίζονται στον έλεγχο της πλευράς της θερμικής αντίστασης: όπως η επέκταση της εσωτερικής ή της εξωτερικής επιφάνειας του σωλήνα. εισαγωγή ξένων αντικειμένων στο σωλήνα. αλλαγή της μορφής του στηρίγματος δέσμης σωλήνα. προσθέτοντας μη αναμίξιμα πρόσθετα χαμηλού σημείου βρασμού και άλλες μεθόδους για την ενίσχυση του αποτελέσματος μεταφοράς θερμότητας.