Kako so razvrščeni izmenjevalniki toplote?
Glede na način prenosa toplote ga lahko razdelimo na: toplotni izmenjevalnik predelne stene, regenerativni toplotni izmenjevalnik, indirektni toplotni izmenjevalnik s tekočinsko povezavo, toplotni izmenjevalnik z neposrednim kontaktom in večkratni toplotni izmenjevalnik.
Glede na namen ga lahko razdelimo na: grelnik, predgrelnik, pregrelnik in uparjalnik.
Glede na strukturo ga lahko razdelimo na: toplotni izmenjevalnik s plavajočo glavo, fiksni toplotni izmenjevalnik s cevno ploščo, toplotni izmenjevalnik s cevno ploščo v obliki črke U, ploščni izmenjevalnik toplote itd.
Ena od razlik med lupinastimi in cevnimi ter ploščnimi toplotnimi izmenjevalniki: struktura
1. Struktura toplotnega izmenjevalnika lupine in cevi:
Lupinasto-cevni izmenjevalnik toplote je sestavljen iz lupine, snopa cevi za prenos toplote, cevne plošče, pregrade (pregrade) in cevne škatle ter drugih komponent.Lupina je večinoma valjasta, s cevnim snopom v notranjosti, oba konca cevnega snopa pa sta pritrjena na cevno pločevino.Pri prenosu toplote obstajata dve vrsti vroče tekočine in hladne tekočine, ena je tekočina znotraj cevi, imenovana tekočina na strani cevi;druga je tekočina zunaj cevi, imenovana tekočina na strani lupine.
Da bi izboljšali koeficient prenosa toplote tekočine zunaj cevi, je v ovoju cevi običajno nameščenih več pregrad.Pregrada lahko poveča hitrost tekočine na strani lupine, povzroči, da tekočina večkrat preide skozi snop cevi glede na določeno razdaljo in poveča turbulenco tekočine.
Cevi za izmenjavo toplote so lahko razporejene v enakostranične trikotnike ali kvadrate na cevni plošči.Razporeditev enakostraničnih trikotnikov je kompaktna, stopnja turbulence tekočine zunaj cevi je visoka, koeficient prenosa toplote pa velik.Kvadratna razporeditev olajša čiščenje iz cevi in je primerna za tekočine, ki so nagnjene k umazaniji.
1-lupina;2-cevni snop;3, 4-konektor;5-glava;6-cevna plošča: 7-pregrada: 8-odtočna cev
Enosmerni lupinasti in cevni izmenjevalnik toplote
Shematski prikaz enoslojnega dvocevnega toplotnega izmenjevalnika
2. Struktura ploščnega izmenjevalnika toplote:
Snemljivi ploščni izmenjevalnik toplote je izdelan iz številnih vtisnjenih valovitih tankih plošč v določenih intervalih, zaprtih s tesnili okoli njih in prekritih z okvirji in stiskalnimi vijaki.Štiri kotne luknje plošč in distančnikov tvorijo razdelilnike in zbiralnike tekočine.Hkrati sta hladna tekočina in vroča tekočina razumno ločeni, tako da sta ločeni na obeh straneh vsake plošče.Pretok v kanalih, izmenjava toplote skozi plošče.
Ena od razlik med lupinastimi in cevnimi toplotnimi izmenjevalniki ter ploščnimi toplotnimi izmenjevalniki: klasifikacija
1. Razvrstitev lupinastih in cevnih toplotnih izmenjevalnikov:
(1) Cevna plošča toplotnega izmenjevalnika s fiksno cevno ploščo je integrirana s cevnimi snopi na obeh koncih cevne obloge.Ko je temperaturna razlika nekoliko velika in stranski tlak lupine ni previsok, se lahko na lupino namesti elastični kompenzacijski obroč, da se zmanjša toplotna obremenitev.
(2) Cevna plošča na enem koncu cevnega snopa toplotnega izmenjevalnika s plavajočo glavo lahko prosto plava, kar popolnoma odpravi toplotno obremenitev, celoten cevni snop pa je mogoče izvleči iz lupine, kar je priročno za mehansko čiščenje in vzdrževanje.Toplotni izmenjevalniki s plavajočo glavo se pogosto uporabljajo, vendar je njihova struktura zapletena in stroški visoki.
(3) Vsaka cev cevnega izmenjevalnika toplote v obliki črke U je upognjena v obliko U, oba konca pa sta pritrjena na isti cevni plošči v zgornjem in spodnjem delu.S pomočjo pregrade cevne škatle je razdeljen na dve komori: vstopno in izstopno.Toplotni izmenjevalnik popolnoma odpravi toplotno obremenitev in njegova struktura je enostavnejša od strukture s plavajočo glavo, vendar cevne strani ni enostavno očistiti
(4) Toplotni izmenjevalnik z vrtinčnim tokom uporablja najnovejšo tehnologijo izmenjave toplote z vrtinčnim tokom in izboljša učinek izmenjave toplote s spreminjanjem stanja gibanja tekočine.Ko medij prehaja skozi površino vrtinčne cevi, bo imel močno praske na površini vrtinčne cevi, s čimer se izboljša učinkovitost prenosa toplote, do 10000 W/m2.Hkrati ima struktura funkcije odpornosti proti koroziji, odpornosti na visoke temperature, odpornosti na visok pritisk in proti vodnemu kamnu.
2. Razvrstitev ploščnih izmenjevalnikov toplote:
(1) Glede na velikost površine za izmenjavo toplote na enoto prostora je ploščni toplotni izmenjevalnik kompakten toplotni izmenjevalnik, predvsem v primerjavi s lupinastim in cevnim toplotnim izmenjevalnikom.Tradicionalni lupinasti in cevni toplotni izmenjevalniki zavzemajo veliko površino.
(2) Glede na uporabo postopka obstajajo različna imena: ploščni grelnik, ploščni hladilnik, ploščni kondenzator, ploščni predgrelnik.
(3) Glede na kombinacijo postopka ga lahko razdelimo na enosmerni ploščni izmenjevalnik toplote in večsmerni ploščni izmenjevalnik toplote.
(4) Glede na smer pretoka obeh medijev ga lahko razdelimo na ploščni izmenjevalnik toplote z vzporednim tokom, ploščni izmenjevalnik toplote s protitokom in ploščni izmenjevalnik toplote s prečnim tokom.Zadnja dva se pogosteje uporabljata.
(5) Glede na velikost reže tekača ga lahko razdelimo na običajni ploščni toplotni izmenjevalnik in ploščni toplotni izmenjevalnik s široko vrzeljo.
(6) Glede na stanje obrabe valovitosti ima ploščni izmenjevalnik toplote podrobnejše razlike, ki se ne bodo ponavljale.Glejte: valovita oblika ploščnega toplotnega izmenjevalnika.
(7) Glede na to, ali gre za celoten sklop izdelkov, ga lahko razdelimo na enoto ploščnega toplotnega izmenjevalnika in ploščnega izmenjevalnika toplote.
Ploščati toplotni izmenjevalnik
Ena od razlik med lupinastimi in cevnimi ter ploščnimi toplotnimi izmenjevalniki: Lastnosti
1. Značilnosti toplotnega izmenjevalnika lupine in cevi:
(1) Visoka učinkovitost in varčevanje z energijo, koeficient toplotnega prenosa izmenjevalnika toplote je 6000-8000 W/(m2·k).
(2) Vsa proizvodnja iz nerjavečega jekla, dolga življenjska doba, do 20 let.
(3) Spreminjanje laminarnega toka v turbulentni tok izboljša učinkovitost prenosa toplote in zmanjša toplotni upor.
(4) Hiter prenos toplote, visoka temperaturna odpornost (400 stopinj Celzija), visoka tlačna odpornost (2,5 MPa).
(5) Kompaktna struktura, majhen odtis, majhna teža, enostavna namestitev, prihranek naložb v civilno gradnjo.
(6) Zasnova je prilagodljiva, specifikacije so popolne, izvedljivost je velika in denar je prihranjen.
(7) Ima široko paleto pogojev uporabe in je primeren za tlak, temperaturno območje in izmenjavo toplote različnih medijev.
(8) Nizki stroški vzdrževanja, preprosto upravljanje, dolg cikel čiščenja in priročno čiščenje.
(9) Sprejmite tehnologijo nano-toplotnega filma, ki lahko znatno izboljša koeficient prenosa toplote.
(10) Pogosto se uporablja v termoelektrarni, industriji in rudarstvu, petrokemični industriji, centralnem ogrevanju mest, hrani in medicini, energetski elektroniki, strojih in lahki industriji ter na drugih področjih.
(11) Bakrena cev s hladilnimi rebri, valjanimi na zunanji površini cevi za prenos toplote, ima visoko toplotno prevodnost in veliko površino za prenos toplote.
(12) Vodilna plošča vodi tekočino na strani lupine, da neprekinjeno teče v prekinjeni črti v izmenjevalniku toplote.Razdalja med vodilnimi ploščami se lahko prilagodi za optimalen pretok.Struktura je trdna in lahko prenese toplotni prenos tekočine na strani lupine z velikim pretokom ali celo super velikim pretokom in visoko frekvenco pulziranja.
2. Lastnosti ploščnega izmenjevalnika toplote:
(1) Visok koeficient prenosa toplote
Ker so različne valovite plošče obrnjene, nastanejo zapleteni kanali, tako da tekočina med valovitimi ploščami teče v tridimenzionalnem vrtinčnem toku, pri nizkem Reynoldsovem številu (običajno Re=50-200) pa se lahko ustvari turbulentni tok, tako da Koeficient prenosa toplote je razmeroma visok in na splošno velja, da je rdeča barva 3- do 5-krat večja od barve lupine in cevi.
(2) Logaritemska povprečna temperaturna razlika je velika, temperaturna razlika na koncu pa majhna
V lupinastem in cevnem toplotnem izmenjevalniku obstajata dva toka tekočine na strani cevi oziroma na strani cevi.Na splošno so pretočni in imajo majhen korekcijski faktor logaritemske srednje temperaturne razlike.Večina ploščnih toplotnih izmenjevalcev je vzporednih ali protitočnih, korekcijski faktor pa je običajno okoli 0,95.Poleg tega je tok vroče in hladne tekočine v ploščnem izmenjevalniku toplote vzporeden s tokom tople in hladne tekočine v izmenjevalniku toplote.
Zaradi vroče površine in brez obvoda je temperaturna razlika na koncu ploščnega toplotnega izmenjevalnika majhna, prenos toplote na vodo pa je lahko manjši od 1 °C, medtem ko je toplotni izmenjevalnik lupine in cevi običajno 5 °C.
(3) Majhen odtis
Ploščni toplotni izmenjevalnik ima kompaktno strukturo, površina prenosa toplote na enoto prostornine pa je 2-5-krat večja od cevnega toplotnega izmenjevalnika.Za razliko od cevnega toplotnega izmenjevalnika ne potrebuje vzdrževalne lokacije za ekstrakcijo cevnega snopa.Da bi torej dosegli enako zmogljivost prenosa toplote, je talna površina ploščnega toplotnega izmenjevalnika približno 1/5-1/8 površine oklepnega in cevnega toplotnega izmenjevalnika.
(4) Preprosto je spremeniti območje izmenjave toplote ali kombinacijo procesov
Če dodamo ali odstranimo nekaj plošč, lahko dosežemo namen povečanja ali zmanjšanja površine prenosa toplote.S spremembo postavitve plošč ali zamenjavo več vrst plošč je mogoče uresničiti zahtevano kombinacijo procesov in območje izmenjave toplote lupinastega in cevnega toplotnega izmenjevalnika je mogoče prilagoditi novim pogojem izmenjave toplote.Skoraj nemogoče je povečati površino prenosa toplote lupinastega toplotnega izmenjevalnika.
(5) majhna teža
Debelina plošče ploščnega toplotnega izmenjevalnika je le 0,4-0,8 mm, debelina cevi lupinasto-cevnega toplotnega izmenjevalnika pa 2,0-2,5 mm.Lupinasti in cevni toplotni izmenjevalniki so veliko težji od okvirjev ploščnih toplotnih izmenjevalnikov.Ploščni izmenjevalniki toplote običajno predstavljajo le približno 1/5 teže ohišja in cevi.
(6) Nizka cena
Material ploščnega izmenjevalnika toplote je enak, površina izmenjevalnika toplote je enaka, cena pa je 40% ~ 60% nižja kot pri toplotnem izmenjevalniku lupine in cevi.
(7) Enostaven za izdelavo
Plošča za prenos toplote ploščnega izmenjevalnika toplote je bila vtisnjena in obdelana, kar ima visoko stopnjo standardizacije in se lahko proizvaja množično.Lupinasti in cevni toplotni izmenjevalniki so običajno ročno izdelani.
(8) Enostaven za čiščenje
Dokler so tlačni vijaki ploščnega toplotnega izmenjevalnika okvirja zrahljani, je mogoče zrahljati cevni snop ploščnega toplotnega izmenjevalnika in ploščni toplotni izmenjevalnik odstraniti za mehansko čiščenje.To je zelo priročno za proces izmenjave toplote opreme, ki jo je treba pogosto čistiti.
(9) Majhne toplotne izgube
Pri ploščnem izmenjevalniku toplote je atmosferi izpostavljena samo lupina plošče za izmenjavo toplote, toplotne izgube so zanemarljive in niso potrebni nobeni izolacijski ukrepi.
