Измењивач топлоте са омотачем и цеви за грејање и хлађење

Оклопни измењивач топлоте који је Врцоолер прилагодио захтевима купца је офарбан и спреман за паковање и слање у Француску.

Измењивачи топлоте са омотачем и цеви се такође називају измењивачи топлоте са шкољкама и цевима. То је преграђени зидни измењивач топлоте који користи зид снопа цеви затвореног у шкољку као површину за пренос топлоте. Ова врста измењивача топлоте има релативно једноставну структуру и поуздан рад. Може се направити од различитих конструктивних материјала (углавном металних материјала), а може се користити под високим температурама и високим притиском. То је тренутно најчешће коришћени тип.

Фактори које треба узети у обзир при пројектовању измењивача топлоте са шкољком и цевима

Постоји много врста опреме за размену топлоте. За сваки специфични услов преноса топлоте, оптималним избором ће се добити најпогоднији модел опреме. Ако се ова врста опреме користи у другим условима, ефекат преноса топлоте се може побољшати. велика промена. Због тога је веома важан и компликован посао одабрати врсту измењивача топлоте за специфичне услове рада. За дизајн измењивача топлоте са шкољком и цевима вреди узети у обзир следеће факторе:

 

1. Избор брзине протока

Брзина протока је важна варијабла у дизајну измењивача топлоте. Повећање брзине протока ће повећати коефицијент преноса топлоте, а истовремено ће се повећати и пад притиска и потрошња енергије. Ако се користи течност за пумпање, треба узети у обзир да пад притиска треба што је више могуће потрошити на измењивачу топлоте уместо на регулационом вентилу, ово може побољшати ефекат преноса топлоте повећањем протока.

Коришћење веће брзине протока има две предности: једна је повећање укупног коефицијента преноса топлоте, чиме се смањује површина преноса топлоте; други је да се смањи могућност прљања на површини цеви. Али то такође сходно томе повећава потрошњу отпора и снаге, тако да је неопходно направити економску поређење да би се коначно одредио одговарајући проток.

 

2. Избор дозвољеног пада притиска

Одабиром већег пада притиска може се повећати проток, чиме се појачава ефекат преноса топлоте и смањује површина преноса топлоте. Али већи пад притиска такође повећава оперативне трошкове пумпе. Одговарајућу вредност пада притиска треба израчунати на основу укупних годишњих трошкова измењивача топлоте, поновљених прилагођавања величине опреме и оптимизацијских прорачуна.

У већини уређаја може се наћи да је топлотни отпор на једној страни знатно већи од друге стране, а топлотни отпор на овој страни постаје контролни топлотни отпор. Када је термички отпор стране омотача контролна страна, метода повећања броја одбојних плоча или смањења пречника шкољке може се користити за повећање брзине протока течности на страни омотача и смањење отпора преноса топлоте, али постоји ограничење за смањење размака одбојних плоча. Не може бити мањи од 1/5 или 50 мм пречника шкољке. Када је термички отпор стране цеви контролна страна, брзина протока течности се повећава повећањем зрелости цеви.

Када се ради о вискозним материјалима, ако је течност у ламинарном току, материјал ће отићи на страну шкољке. Пошто проток флуида на страни љуске има тенденцију да буде турбулентан, ово резултира већим брзинама преноса топлоте и побољшаном контролом пада притиска.

 

3. Одређивање течности на страни шкољке

Углавном се заснива на радном притиску и температури флуида, доступном паду притиска, структури и карактеристикама корозије, и избору потребне опреме и материјала за разматрање на који начин је течност погодна. Следећи фактори су доступни за разматрање приликом избора:

Течности погодне за пролаз цеви укључују воду и водену пару или јаке корозивне течности; токсичне течности; течности које је лако структурирати; течности које раде на високој температури или високом притиску итд.

Течности погодне за страну љуске укључују кондензацију горњег дестилата; кондензација и поновно кључање угљоводоника; течности које се контролишу падом притиска цевних спојница; течности високог вискозитета итд.

Када се горња ситуација елиминише, избор путање медијума треба да се фокусира на побољшање коефицијента преноса топлоте и максимално искориштавање пада притиска. Пошто је проток медијума на страни шкољке лако достићи турбулентни ток (Ре већи од или једнак 100), генерално је корисно померати течност високог вискозитета или ниске брзине протока, односно течност са ниским Рејнолдсом. број, на страну шкољке. Супротно томе, ако течност може да достигне турбулентни ток у цеви, разумније је организовати да пролази кроз цев. Са тачке гледишта пада притиска, генерално гледано, рад љуске са ниским Рејнолдсовим бројем је разуман.

 

4. Одређивање коначне температуре преноса топлоте

Коначна температура размене топлоте је углавном одређена потребама процеса. Када се може изабрати коначна температура размене топлоте, њена вредност има велики утицај на то да ли је измењивач топлоте економичан и разуман. Када је излазна температура топлог флуида једнака излазној температури хладног флуида, ефикасност искоришћења топлоте је највећа, али ефективна разлика температуре преноса топлоте је најмања, а површина размене топлоте је највећа.

Поред тога, при одређивању излазне температуре тока није пожељно имати температурни унакрсни феномен, односно да је излазна температура топлог флуида нижа од излазне температуре хладног флуида.

5. Избор структуре опреме

За одређене процесне услове, прво треба одредити облик опреме, као што је избор облика фиксне цеви или облика плутајуће главе, итд.

У процесу пројектовања измењивача топлоте, општи циљеви побољшања преноса топлоте сумирани су на следећи начин: смањити величину измењивача топлоте под датим преносом топлоте; побољшати перформансе постојећег измењивача топлоте; смањити температурну разлику радне течности која тече; или смањити снагу пумпе.

Процес преноса топлоте се односи на процес размене топлоте између два флуида кроз зид тврдог уређаја. Према начину преноса топлоте течности, у основи се може поделити на два типа: без промене фазе и фазне промене. Истраживање побољшане технологије преноса топлоте без процеса промене фазе генерално предузима одговарајуће мере засноване на контроли стране топлотног отпора: као што је проширење унутрашње или спољашње површине цеви; убацивање страних предмета у цев; промена облика носача цевног снопа; додавање адитива са ниском тачком кључања који се не мешају и друге методе за побољшање ефекта преноса топлоте.