そして工業用熱交換機液体 (液体またはガス) から他の液体 (液体またはガス) に熱エネルギー (熱) を効率的に転送するために設計された重用機械装置で,両液体が物理的に混合することを許さない.
石油精製工場,化学加工工場,発電施設,大規模な HVACシステムで使用されています.貯蔵前に熱い化学物質を冷却する目的であるかどうか高圧蒸気に水を沸かしたり エネルギーを節約するために廃棄熱を回収したりする 熱交換機は,産業用温度制御を可能にする重要な部品です
物理的形状 に かかわらず,すべての熱交換器 は 熱力学 の 基本 的 法則 に 基づい て い ます.高温 の 源 から 低温 の シンク に 自然 に 熱 が 流れ て い ます.液体は高熱伝導性障壁 (通常は不?? 鋼のような金属) によって分離されます.銅またはチタン).
エンジニアは2つの基本方程式を用いて このシステムを設計します
1. 熱負荷方程式:
これは,液体の質量と温度変化に基づいて,転送された熱エネルギーの総量を計算します.
2表面積方程式は
これは,その熱負荷を達成するために必要な物理的なサイズ (表面面積) を計算します.
工業用熱交換器のサイズを決定する流体特性と熱目標を理解するには,下記のシミュレーターを使用します.総熱負荷を計算するために熱プロセスストリームの質量流量と温度低下を調整選択した熱伝達係数に基づいて 必要な表面面積がどのように変化するか見てください
プラント の エンジニア は,システム の 圧力,液体 の 粘度,腐食 性 や 汚れ た 微粒子 の 存在 を 考慮 し て 異なる 幾何学 を 選べ ます.
| 熱交換器のタイプ | デザイン説明 | 最良の産業用用途 | 主要 な 利点 |
|---|---|---|---|
| シェルとチューブ | 大きな円筒状の圧力容器に閉じ込められたチューブの束. | 高圧蒸気 石油化学 | 極端な圧力や温度に対応できる |
| プレートとフレーム | 重いフレームで圧縮された波紋金属プレート | 食品・飲料 医薬品 地方冷却 | 高効率で コンパクトで 掃除が簡単です |
| 空気冷却 (フィンファン) | 巨大な扇風機が周りの空気を吹き飛ばしている間に | 砂漠の施設 水不足のある場所 | 冷却用水のインフラが 必要ありません |
| 2本パイプ | 大きいパイプの中に吊るされた小さなパイプ. | 小容量プロセス,高切削スラージュ | 建設が簡単で 極端な熱膨張をうまく処理します |
熱交換器を プラントに仕立てるとき エンジニアは 単に熱数学を 超えて 長期的操作性を考慮しなければなりません
血圧低下 (Delta P$)狭い空間 (チューブ内側やプレートの間) を押し通すことで摩擦が生じます.工場は大きなポンプに大量の電力を費やさなければならない.
汚れ因子:熱 移 送 表面 に 粘り する 鉱物,藻類,化学 副産物 が 時 に 伴っ て 発生 し ます.この "汚れ"は 熱 移 送 表面 に 粘り し て 隔熱 の 作用 を 果たし $U$ の 価値 を 低下 さ せる の です.エンジニア は 蓄意 に 熱交換器 の サイズ を 大きめ に する.
金属業:攻撃的な酸や海水を処理する場合は 標準的な炭素鋼が急速に失敗します エンジニアは不oxidable鋼,Duplex,チタン,設計寿命20年まで維持できるようにしました.
Q: 熱交換器で冷たい液体と熱い液体を混ぜることはできますか?
標準的な工業用熱交換機では 液体は金属壁で厳格に隔離されます熱交換器が機械的な故障を起こした (管が割れたり,パッチが吹いたりなど)製品汚染や危険な化学反応を引き起こす可能性があります.
Q: 熱交換器の"パス"とは?
A: "パス"は,交換器の片端からもう片端へ流体の移動回数を指します. 2パスシェルとチューブ交換器では,液体は半径のチューブを下り,ヘッダーキャップで回転します.,流体の速度や熱伝達の効率を高めますが 圧力が落ちることも増します
Q:熱交換器にはなぜバフラーがあるのですか?
A: バフルとは,シャルとチューブ交換器の殻の中に置かれた金属プレートです.長いチューブ を 支え て (振動 や 破裂 を 防止 し て) おり,殻 の 側 の 液体 が 渦巻く ジグザグ の パターン で 流れる よう に する熱効率を劇的に向上させます
新しい施設の設計のための 交換器を評価していますか?機能が欠けている既存のユニットにトラブルシューティングをしたいですか??