Shell és cső hőcserélő fűtéshez és hűtéshez
A Vrcooler által az ügyfél igényei szerint testreszabott héjas-csöves hőcserélőt lefestették, és készen áll a csomagolásra és Franciaországba küldésre.
A héj- és csöves hőcserélőket héj- és csöves hőcserélőknek is nevezik. Ez egy partíciós falú hőcserélő, amely a héjba zárt csőköteg falát használja hőátadó felületként. Ez a fajta hőcserélő viszonylag egyszerű szerkezettel és megbízható működéssel rendelkezik. Különféle szerkezeti anyagokból (főleg fém anyagokból) készülhet, magas hőmérsékleten és nagy nyomáson is használható. Jelenleg ez a legszélesebb körben használt típus.
A héj- és csöves hőcserélők tervezésénél figyelembe veendő tényezők
Sokféle hőcserélő berendezés létezik. Minden egyes hőátadási körülményhez az optimális kiválasztás során a legmegfelelőbb berendezésmodell kerül kiválasztásra. Ha az ilyen típusú berendezéseket más körülmények között használják, a hőátadó hatás javulhat. nagy változás. Ezért nagyon fontos és bonyolult munka a hőcserélő típusának kiválasztása az adott munkakörülményekhez. A héj- és csöves hőcserélők tervezésénél a következő tényezőket érdemes figyelembe venni:
1. Az áramlási sebesség kiválasztása
Az áramlási sebesség fontos változó a hőcserélő tervezésében. Az áramlási sebesség növelésével nő a hőátbocsátási tényező, ugyanakkor nő a nyomásesés és az energiafogyasztás is. Szivattyús folyadék használata esetén figyelembe kell venni, hogy a nyomásesést a lehető legnagyobb mértékben a hőcserélőn kell elfogyasztani, nem pedig a szabályozószelepen, ez az áramlási sebesség növelésével javíthatja a hőátadó hatást.
A nagyobb áramlási sebességnek két előnye van: az egyik az általános hőátbocsátási tényező növelése, ezáltal csökkentve a hőátadási területet; a másik a cső felületén való elszennyeződés lehetőségének csökkentése. De ennek megfelelően növeli az ellenállás és a teljesítmény fogyasztást is, ezért gazdasági összehasonlítást kell végezni, hogy végül meghatározzuk a megfelelő áramlási sebességet.
2. Megengedett nyomásesés kiválasztása
Nagyobb nyomásesés választása növelheti az áramlási sebességet, ezáltal fokozható a hőátadó hatás és csökken a hőátadási terület. De a nagyobb nyomásesés növeli a szivattyú üzemeltetési költségeit is. A megfelelő nyomásesés értékét a hőcserélő éves összköltsége, a berendezés méretének ismételt beállítása és az optimalizálási számítások alapján kell kiszámítani.
A legtöbb készülékben előfordulhat, hogy az egyik oldalon a hőellenállás lényegesen nagyobb, mint a másik oldalon, és az ezen az oldalon lévő hőellenállás válik a szabályozó hőellenállássá. Ha a héj oldalának hőellenállása a vezérlőoldal, akkor a terelőlemezek számának növelésének vagy a héj átmérőjének csökkentésének módszere használható a folyadék áramlási sebességének növelésére a héj oldalán és a hőátadási ellenállás csökkentésére, de van korlátozza a terelőlemezek távolságának csökkentését. A héj átmérőjének nem lehet kisebb, mint 1/5 vagy 50 mm. Ha a csőoldal hőellenállása a vezérlőoldal, a folyadék áramlási sebessége a cső érettségének növelésével nő.
Ha viszkózus anyagokkal foglalkozik, ha a folyadék lamináris áramlásban van, az anyag a héj oldalára kerül. Mivel a folyadékáramlás a héj felőli oldalon általában turbulens, ez nagyobb hőátadási sebességet és a nyomásesés jobb szabályozását eredményezi.
3. A héjoldali folyadék meghatározása
Ez elsősorban a folyadék üzemi nyomásán és hőmérsékletén, a rendelkezésre álló nyomásesésen, a szerkezeti és korróziós jellemzőkön, valamint a szükséges berendezések és anyagok kiválasztásán alapul, hogy megfontoljuk, milyen módon alkalmas a folyadék. Kiválasztáskor a következő tényezőket kell figyelembe venni:
A csővezetékhez alkalmas folyadékok közé tartozik a víz és a vízgőz vagy az erős korrozív folyadékok; mérgező folyadékok; könnyen strukturálható folyadékok; magas hőmérsékleten vagy nagy nyomáson működő folyadékok stb.
A héj oldalára alkalmas folyadékok közé tartozik a felső desztillátum kondenzációja; szénhidrogének kondenzációja és újraforralása; csőszerelvények nyomásesésével szabályozott folyadékok; nagy viszkozitású folyadékok stb.
Ha a fenti helyzet megszűnik, a közeg útjának megválasztásánál a hőátadási tényező javítására és a nyomásesés maximális kihasználására kell összpontosítani. Mivel a közeg héjoldali áramlása könnyen elérhető turbulens áramláshoz (Re nagyobb vagy egyenlő, mint 100), általában előnyös a nagy viszkozitású vagy alacsony áramlási sebességű folyadék mozgatása, azaz az alacsony Reynolds-tartalmú folyadék szám, a héj oldalára. Ezzel szemben, ha a folyadék elérheti a turbulens áramlást a csőben, ésszerűbb a csövön keresztül menni. A nyomásesés szempontjából általában az alacsony Reynolds-számú héjfutás ésszerű.
4. A végső hőátadási hőmérséklet meghatározása
A végső hőcserélő hőmérsékletet általában a folyamat igényei határozzák meg. Ha kiválasztható a végső hőcsere-hőmérséklet, annak értéke nagyban befolyásolja azt, hogy a hőcserélő gazdaságos és ésszerű-e. Ha a forró folyadék kilépő hőmérséklete megegyezik a hideg folyadék kilépő hőmérsékletével, a hőhasznosítás hatékonysága a legmagasabb, de az effektív hőátadási hőmérséklet különbség a legkisebb és a hőcserélő terület a legnagyobb.
Ezenkívül az áram kilépő hőmérsékletének meghatározásakor nem kívánatos a hőmérsékleti keresztezés jelensége, azaz a forró folyadék kilépő hőmérséklete alacsonyabb, mint a hideg folyadék kilépő hőmérséklete.
5. A berendezés szerkezetének kiválasztása
Bizonyos folyamatfeltételek esetén először meg kell határozni a berendezés formáját, például fix csőlemez formát vagy úszófejes formát kell választani stb.
A hőcserélő tervezési folyamatában a hőátadás fokozásának általános céljait az alábbiakban foglaljuk össze: adott hőátadás mellett a hőcserélő méretének csökkentése; javítja a meglévő hőcserélő teljesítményét; csökkenti az áramló munkafolyadék hőmérséklet-különbségét; vagy csökkentse a szivattyú teljesítményét.
A hőátadási folyamat két folyadék közötti hőcsere folyamatát jelenti egy kemény eszköz falán keresztül. A folyadék hőátadási módja szerint alapvetően két típusra osztható: nincs fázisváltás és fázisváltás. A fázisváltoztatási eljárás nélküli továbbfejlesztett hőátadási technológia kutatása általában a hőellenállási oldal szabályozásán alapuló megfelelő intézkedéseket tesz: ilyen például a cső belső vagy külső felületének kiterjesztése; idegen tárgyak behelyezése a csőbe; a csőköteg tartó formájának megváltoztatása; nem elegyedő, alacsony forráspontú adalékok hozzáadása és egyéb módszerek a hőátadási hatás fokozására.
