Izmjenjivač topline sa školjkom i cijevi za grijanje i hlađenje
Oklopni izmjenjivač topline koji je Vrcooler prilagodio zahtjevima kupca je obojen i spreman za pakovanje i slanje u Francusku.
Izmjenjivači topline s ljuskom i cijevi se također nazivaju izmjenjivači topline s ljuskom i cijevi. To je pregrađeni zidni izmjenjivač topline koji koristi zid snopa cijevi zatvorenog u školjku kao površinu za prijenos topline. Ovaj izmjenjivač topline ima relativno jednostavnu strukturu i pouzdan rad. Može se izraditi od različitih konstrukcijskih materijala (uglavnom metalnih materijala), a može se koristiti pod visokim temperaturama i visokim pritiskom. To je trenutno najraširenija vrsta.
Faktori koje treba uzeti u obzir pri dizajnu izmjenjivača topline s školjkom i cijevi
Postoji mnogo vrsta opreme za izmjenu topline. Za svaki specifični uvjet prijenosa topline optimalnim odabirom će se dobiti najpogodniji model opreme. Ako se ova vrsta opreme koristi u drugim uvjetima, učinak prijenosa topline može se poboljšati. velika promena. Zbog toga je veoma važan i komplikovan posao odabrati vrstu izmenjivača toplote za specifične uslove rada. Za dizajn izmjenjivača topline sa školjkama i cijevima vrijedi uzeti u obzir sljedeće faktore:
1. Izbor brzine protoka
Brzina protoka je važna varijabla u dizajnu izmjenjivača topline. Povećanjem protoka će se povećati koeficijent prijenosa topline, a istovremeno će se povećati i pad tlaka i potrošnja energije. Ako se koristi tekućina za pumpanje, treba uzeti u obzir da pad tlaka treba potrošiti što je više moguće na izmjenjivaču topline umjesto na regulacionom ventilu, to može poboljšati učinak prijenosa topline povećanjem brzine protoka.
Korišćenje veće brzine protoka ima dve prednosti: jedna je povećanje ukupnog koeficijenta prenosa toplote, čime se smanjuje površina prenosa toplote; drugi je da se smanji mogućnost prljanja na površini cijevi. Ali isto tako shodno tome povećava potrošnju otpora i snage, pa je potrebno napraviti ekonomsku usporedbu da bi se konačno odredio odgovarajući protok.
2. Odabir dozvoljenog pada pritiska
Odabir većeg pada tlaka može povećati brzinu protoka, čime se povećava učinak prijenosa topline i smanjuje područje prijenosa topline. Ali veći pad pritiska takođe povećava operativne troškove pumpe. Odgovarajuću vrijednost pada pritiska potrebno je izračunati na osnovu ukupnih godišnjih troškova izmjenjivača topline, ponovljenih prilagođavanja veličine opreme i optimizacijskih proračuna.
U većini uređaja može se ustanoviti da je termički otpor na jednoj strani znatno veći od druge strane, a termički otpor na ovoj strani postaje kontrolni toplinski otpor. Kada je termički otpor strane ljuske kontrolna strana, metoda povećanja broja odbojnih ploča ili smanjenja prečnika ljuske može se koristiti za povećanje brzine protoka fluida na strani ljuske i smanjenje otpora prijenosa topline, ali postoji ograničenje za smanjenje razmaka odbojnih ploča. Ne može biti manji od 1/5 ili 50 mm prečnika školjke. Kada je termički otpor strane cijevi kontrolna strana, brzina protoka tekućine se povećava povećanjem zrelosti cijevi.
Kada se radi o viskoznim materijalima, ako je tekućina u laminarnom toku, materijal će otići na stranu školjke. Budući da protok fluida na strani ljuske ima tendenciju da bude turbulentan, to rezultira većim brzinama prijenosa topline i poboljšanom kontrolom pada tlaka.
3. Određivanje tečnosti na strani ljuske
Uglavnom se zasniva na radnom pritisku i temperaturi fluida, dostupnom padu pritiska, strukturi i karakteristikama korozije, i izboru potrebne opreme i materijala za razmatranje na koji način je fluid pogodan. Sljedeći faktori su dostupni za razmatranje prilikom odabira:
Tečnosti prikladne za prolaz cijevi uključuju vodu i vodenu paru ili jake korozivne tekućine; otrovne tekućine; tečnosti koje je lako strukturirati; tečnosti koje rade na visokoj temperaturi ili visokom pritisku, itd.
Tečnosti pogodne za stranu ljuske uključuju kondenzaciju gornjeg destilata; kondenzacija i ponovno ključanje ugljikovodika; fluidi kontrolirani padom tlaka cijevne armature; tečnosti visokog viskoziteta itd.
Kada se gornja situacija eliminiše, izbor putanje medija treba da se fokusira na poboljšanje koeficijenta prenosa toplote i maksimalno iskorištavanje pada pritiska. Budući da je protok medija na strani ljuske lako dostići turbulentni tok (Re veći od ili jednak 100), općenito je korisno pomicati tekućinu visokog viskoziteta ili niske brzine protoka, odnosno tekućinu sa niskim Reynoldsom broj, na stranu školjke. Suprotno tome, ako tekućina može dostići turbulentni tok u cijevi, razumnije je organizirati da prolazi kroz cijev. Sa stajališta pada tlaka, općenito je rad ljuske s niskim Reynoldsovim brojem razuman.
4. Određivanje konačne temperature prijenosa topline
Konačna temperatura izmjene topline općenito je određena potrebama procesa. Kada se može izabrati konačna temperatura razmene toplote, njena vrednost ima veliki uticaj na to da li je izmenjivač toplote ekonomičan i razuman. Kada je izlazna temperatura toplog fluida jednaka izlaznoj temperaturi hladnog fluida, efikasnost iskorišćenja toplote je najveća, ali efektivna razlika u temperaturi prenosa toplote je najmanja, a površina razmene toplote je najveća.
Osim toga, pri određivanju izlazne temperature toka nije poželjno imati temperaturni unakrsni fenomen, odnosno da je izlazna temperatura vrućeg fluida niža od izlazne temperature hladnog fluida.
5. Izbor strukture opreme
Za određene procesne uslove, prvo treba odrediti oblik opreme, kao što je odabir oblika fiksne cijevi ili oblika plutajuće glave, itd.
U procesu projektovanja izmenjivača toplote, opšti ciljevi poboljšanja prenosa toplote sumirani su na sledeći način: smanjiti veličinu izmenjivača toplote pod datim prenosom toplote; poboljšati performanse postojećeg izmjenjivača topline; smanjiti temperaturnu razliku radnog fluida koji teče; ili smanjiti snagu pumpe.
Proces prenosa toplote se odnosi na proces razmene toplote između dva fluida kroz zid tvrdog uređaja. Prema metodi prijenosa topline fluida, u osnovi se može podijeliti na dva tipa: bez promjene faze i fazna promjena. Istraživanje poboljšane tehnologije prenosa toplote bez procesa promene faze generalno preduzima odgovarajuće mere zasnovane na kontroli strane toplotnog otpora: kao što je proširenje unutrašnje ili spoljašnje površine cevi; ubacivanje stranih predmeta u cijev; promjena oblika nosača snopa cijevi; dodavanje nemešljivih aditiva niske tačke ključanja i druge metode za poboljšanje efekta prenosa toplote.
