← Назад к Категория отопления, охлаждения и сушки

Руководство по выбору правильного теплообменника для применений термической обработки

очистить поверхностный теплообменник

Термическая обработка является неотъемлемой частью многих производственных процессов. Будь то приготовление пищи, пастеризация или стерилизация, или нагревание или охлаждение ряда продуктов, это безопасная ставка, что многие производители будут использовать теплообменник для выполнения своих требований к термической обработке. Тем не менее, при таком разнообразном применении важно, чтобы вы выбрали правильный теплообменник для своих индивидуальных потребностей.

Знайте свой процесс

На рынке существует ряд типов: пластинчатые, трубчатые, гофрированные, скребковые и т. Д. Каждый из них подходит для конкретного применения, поэтому тщательно продумайте свой процесс, в том числе характер нагреваемого или охлаждаемого материала / , цель процесса (например, нагревание или пастеризация) и любые ограничения среды, в которых должен использоваться теплообменник.

Движущей силой для передачи тепла является разность температур между двумя веществами (в большинстве случаев - с жидкостями). В случае гладкого трубчатого теплообменника температура двух простых жидкостей изменяется по мере прохождения через теплообменник.

Одной из причин создания гофрированных труб и очищенных поверхностных теплообменников является то, что они пригодны для жидкостей и материалов со сложными свойствами, таких как вязкие и неньютоновские жидкости, или для материалов, содержащих частицы или осадки. Поэтому вы должны всегда учитывать материал, подлежащий обработке, прежде чем выбирать свой теплообменник, и рекомендуется обратиться за профессиональными советами от производителей и их агентов, чтобы помочь в процессе отбора.

Один размер не подходит для всех

Как только выбран правильный тип обменника, процессоры должны убедиться, что поставляемая модель имеет правильный размер для задания. Другими словами, он предлагает правильное количество теплопередачи для обрабатываемой жидкости / с и требуемой пропускной способности. Теплообменник должен иметь достаточно большую площадь теплообмена для указанных жидкостей и их заданные температуры на входе и выходе. В большинстве расчетов также должны учитываться такие переменные, как работа теплообменника с использованием противотока или параллельного потока.

Нарушение барьеров

Другим важным фактором, контролирующим теплообмен, является сопротивление тепловому потоку через различные «слои», которые образуют барьер между двумя жидкостями. Эффективно пять из этих слоев:

  • Внутренний «пограничный слой», образованный текучей средой, течет в тесном контакте с внутренней поверхностью трубки.
  • Образовательный слой, образованный осаждением твердых веществ или полутвердых веществ на внутренней поверхности трубки (которые могут иметь или не присутствовать).
  • Толщина стенки трубки и используемого материала, которая будет регулировать сопротивление тепловому потоку, хотя сама трубка.
  • Образующий слой, образованный осаждением твердых веществ или полутвердых веществ на наружную поверхность трубки (которые могут иметь или не присутствовать).
  • Наружный «пограничный слой», образованный текучей средой, течет в тесном контакте с внешней поверхностью трубки.
  • Значения для чисел 2 и 4 обычно могут быть предоставлены клиентом на основе опыта, в то время как конструктор теплообменника будет выбирать размер, толщину и материалы трубки в соответствии с заявкой. Сопротивление тепловому потоку, вызванному числами 1 и 5 (известными как коэффициенты частичной теплопередачи), зависит как от природы жидкостей, так и от геометрии самих поверхностей теплообмена.

Создание турбулентности

Один из способов предотвратить накопление этих слоев - увеличить скорость, с которой жидкость проходит через теплообменник, чтобы образовалась турбулентность, и пограничный слой отрывается от поверхности трубки. Это та точка, в которой так называемый ламинарный поток (при прохождении жидкости в гладких слоях, где самый внутренний слой протекает с большей скоростью, чем самый внешний) становится турбулентным потоком (где жидкость не течет в гладких слоях, но смешивается или взволнованный, когда он течет).

Скорость, с которой это происходит, зависит от множества разных факторов, но для количественной оценки ее для определения теплообменников инженеры используют что-то, называемое числом Рейнольдса. Это определяется диаметром трубы, массовой скоростью жидкости и ее вязкостью. Числа Рейнольдса меньше 2100 описывают ламинарные потоки, а числа выше 10000 описывают полный турбулентный поток. Между этими двумя значениями находится область неопределенности, называемая переходной зоной, где мы видим общий переход от полного ламинарного до полного турбулентного потока. На практике инженеры стараются как можно больше предоставлять решения за пределами этой зоны. Деформация трубы, такая как гофрировка, помогает повысить характеристики теплопередачи после входа в область турбулентного потока (Reynold> 2100). Это основная причина использования гофрированных трубчатых теплообменников.

Современные расчеты

Как и в любой другой науке, математика и понимание тепловой динамики продолжают развиваться и совершенствоваться. Однако большая часть литературы, обычно используемой для построения расчетов и моделирования производительности теплообменника, может достигать 80 лет и не всегда отражает новейшую науку. Кроме того, хотя существует научная литература о поведении жидкостей в гладких и гофрированных трубах, мало опубликованных данных об очищенных поверхностных теплообменниках.

Используя наш опыт и новейшие научные данные, HRS разработала новую современную программную программу, которую мы используем для расчета необходимого размера наших теплообменников. Он уже дает некоторые интересные результаты и дает новое представление о том, как наилучшим образом разработать трубчатые и скребковые поверхностные теплообменники, которые обеспечивают наилучшие показатели производительности.

Индустрия технологической промышленности

Запросить дополнительную информацию об этой новости / товарной статье

новости по теме

Оставить комментарий

Этот сайт использует Akismet для уменьшения количества спама. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.