|
Soorten warmtewisselaars: voordelen, toepassingen en ontwerp
| MOQ: | 1 sets |
| Prijs: | 10000 USD |
| Levertijd: | 2 maanden |
| Betalingswijze: | L/C, T/T |
| Leveringscapaciteit: | 200 sets/dagen |
Ontwerp van plaatwarmtewisselaar
,toepassingen van schelp- en buiswarmtewisselaar
,voordelen van industriële warmtewisselaar
Industriële warmtewisselaars worden ingedeeld op basis van hun structuurontwerp, stroomconfiguratie en warmteoverdrachtmechanismen.Het selecteren van de optimale warmtewisselaar vereist een evenwicht tussen de thermodynamische efficiëntieDe vier primaire industriële soorten zijn Shell en Tube, Plate en Frame, Air-Cooled en Double Pipe systemen.
De thermische efficiëntie en de mechanische betrouwbaarheid zijn rechtstreeks afhankelijk van de geometrische configuratie van de warmteoverdrachtoppervlakken.
De shell- en buisconfiguratie is het meest robuuste en veelgebruikte ontwerp in hoge druk zware industrieën.Bestaat uit een buitenste cilindrische omhulsel met een nauwkeurig gespreide bundel van interne buizen.
Ontwerpvarianten: verkrijgbaar in vaste buisplaat-, U-buis- en zwevende kopontwerpen om thermische uitbreiding te vergemakkelijken.
Stroomoptimalisatie: Interne segmentbaffels zijn ontworpen in de schelp om kruisstroomturbulentie te induceren, waardoor de warmteoverdrachtscoëfficiënt aan de schelpzijde wordt gemaksimaliseerd terwijl trillingen van de buizen worden voorkomen.
Plaatwarmtewisselaars maken gebruik van een modulair frame dat een reeks dunne, gegolfde metalen platen samen comprimeert.De warme en koude vloeistoffen stromen door afwisselende kanalen gevormd door elastomeerpakkingen.
Ontwerpvariaties: Gespanselde plaat en frame (gemakkelijk onderhoud), geslepen plaat (compact, hoge druk) en gelaste plaat (hoge temperatuur).
Stroomoptimalisatie: De gegolfde "herringbone" of "chevron" patronen op de platen creëren een hoge scheerspanning en gelokaliseerde turbulentie, zelfs bij lage Reynolds-nummers,het drastisch verlagen van de grenslaag weerstand.
Wanneer de watervoorraden beperkt zijn of de voorschriften inzake thermische milieuverontreiniging streng zijn, worden luchtgekoelde systemen gespecificeerd.Vloeistoffen gaan door buizen terwijl automatische ventilatoren atmosferische lucht erover sturen.
Ontwerpvariaties: gedwongen trek (ventilatoren onder de buisbundel die lucht duwt) en geïnduceerde trek (ventilatoren boven de lucht die lucht trekt).
Stroomoptimalisatie: met een spiraal gewalste aluminiumvinnen met een hoge dichtheid worden mechanisch aan de buitenkant van de buizen gebonden om het oppervlak aan de luchtzijde exponentieel te vergroten.compensatie voor de lage thermische geleidbaarheid van lucht.
Het eenvoudigste ontwerp, met twee concentrische buizen (één in de andere).
Ontwerpvarianten: eenvoudige binnenbuis of binnenbuis met langwerpige vinnen.
Stroomoptimalisatie: Strikt gebruikt voor zuivere tegenstroomstroomopstellingen om maximale thermische effectiviteit te bereiken bij operaties met een lage capaciteit.
| Typ van de wisselmachine | Mechanische voordelen | Primaire toepassingen | Belangrijkste beperkingen |
|---|---|---|---|
| Shell & Tube | Het kan drukken tot 140 MPa en temperaturen van meer dan 600 °C aan; zeer aanpasbare metallurgie. | Olie- en gasraffinage, petrochemische synthese, stoomcondensatie. | Grote fysieke voetafdruk; lagere oppervlakte-dichtheid (m2/m3). |
| Plaat en frame | Hoogste thermische efficiëntie; zeer compact; minder vervuiling; gemakkelijk uitbreidbaar. | Farmaceutische verwerking, pasteurisatie van voedingsmiddelen en dranken, HVAC. | Beperkt tot druk onder 3 MPa; pakkingen die gevoelig zijn voor chemische afbraak. |
| Met luchtgekoelde | Nul waterverbruik; eliminatie van de kosten voor chemische behandeling van koeltorens. | Afgelegen compressorstations, chemische fabrieken in droge gebieden. | Grote voetafdruk; hoog energieverbruik van de ventilator; afhankelijk van de omgevingslucht. |
| Dubbele pijp | Lage productiekosten; uitzonderlijk geschikt voor vloeistoffen met een hoge viscositeit of met een hoge fouling. | Pilotinstallaties op kleine schaal, chemische doseringslussen, slibverwarming. | Inefficiënt en kostbaar voor grote thermische belastingen (Q). |
De technische afmeting en beoordeling van een warmtewisselaar berusten op fundamentele thermodynamische relaties.
De totale warmte-energie die per tijdseenheid wordt overgedragen ($Q$) moet in evenwicht zijn tussen de energie die door de hete vloeistof wordt vrijgegeven en de energie die door de koude vloeistof wordt opgenomen:
Om de vereiste fysieke oppervlakte ($A$) te berekenen, maken ontwerpinstellingen gebruik van de LMTD-methode:
Om optimale thermische prestaties te bereiken, moeten de fluïdynamica, de structurele metallurgie en de thermodynamische beperkingen in evenwicht worden gebracht.Shell and Tube blijft de industriële standaardVoor hoogzuivere, variabele belasting of ruimtebeperkte werkzaamheden biedt Plate and Frame-technologie superieure volumetrische warmteoverdrachtsnelheden.
