← 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.

One of the reasons for making corrugated tube and scraped surface heat exchangers is that they are suitable for fluids and materials with complex properties, such as viscous and non-Newtonian fluids, or for materials containing particles or sediment. You should therefore always be mindful of the material to be processed before selecting your heat exchanger and it’s a good idea to seek professional advice from manufacturers and their agents, to help with the selection process.

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).
  • The thickness of the tube wall and the material used, which will govern the resistance to heat flow though the tube itself.
  • 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.

Creating turbulence

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.

Using our experience, and the most recent scientific data available, HRS has produced a new state of the art software programme which we use to calculate the necessary size of our heat exchangers. It is already producing some interesting results and giving new insights into how best to design tubular and scraped surface heat exchangers which provide the very best levels of performance.

Индустрия технологической промышленности

новости по теме

Оставить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован. Обязательные поля помечены * *

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