Korpusa un caurules siltummainis apkurei un dzesēšanai

Korpusa un cauruļu siltummainis, ko Vrcooler pielāgojis atbilstoši klienta prasībām, ir krāsots un gatavs iepakošanai un nosūtīšanai uz Franciju.

Korpusa un cauruļu siltummaiņus sauc arī par apvalka un cauruļu siltummaiņiem. Tas ir starpsienas siltummainis, kas izmanto apvalkā ietverto cauruļu saišķa sienu kā siltuma pārneses virsmu. Šim siltummaiņa veidam ir salīdzinoši vienkārša struktūra un uzticama darbība. To var izgatavot no dažādiem konstrukcijas materiāliem (galvenokārt metāla materiāliem), un to var izmantot augstā temperatūrā un augsta spiediena apstākļos. Šobrīd tas ir visplašāk izmantotais veids.

Faktori, kas jāņem vērā korpusa un cauruļu siltummaiņu projektēšanā

Ir daudz veidu siltummaiņas iekārtas. Katram konkrētajam siltuma pārneses stāvoklim, optimāli izvēloties, tiks iegūts vispiemērotākais iekārtas modelis. Ja šāda veida iekārtas tiek izmantotas citos apstākļos, siltuma pārneses efekts var tikt uzlabots. lielas pārmaiņas. Tāpēc ir ļoti svarīgs un sarežģīts darbs izvēlēties siltummaiņa veidu konkrētiem darba apstākļiem. Korpusa un cauruļu siltummaiņu projektēšanai ir vērts apsvērt šādus faktorus:

 

1. Plūsmas ātruma izvēle

Plūsmas ātrums ir svarīgs mainīgais siltummaiņa konstrukcijā. Palielinot plūsmas ātrumu, palielināsies siltuma pārneses koeficients, un tajā pašā laikā palielināsies arī spiediena kritums un enerģijas patēriņš. Ja tiek izmantots sūknēšanas šķidrums, jāņem vērā, ka spiediena kritums pēc iespējas vairāk jāpatērē siltummainim, nevis regulēšanas vārstam, tas var uzlabot siltuma pārneses efektu, palielinot plūsmas ātrumu.

Lielāka plūsmas ātruma izmantošanai ir divas priekšrocības: viena ir palielināt kopējo siltuma pārneses koeficientu, tādējādi samazinot siltuma pārneses laukumu; otrs ir samazināt piesārņojuma iespējamību uz caurules virsmas. Bet tas arī attiecīgi palielina pretestības un jaudas patēriņu, tāpēc ir nepieciešams veikt ekonomisku salīdzinājumu, lai beidzot noteiktu atbilstošu plūsmas ātrumu.

 

2. Pieļaujamā spiediena krituma izvēle

Izvēloties lielāku spiediena kritumu, var palielināt plūsmas ātrumu, tādējādi uzlabojot siltuma pārneses efektu un samazinot siltuma pārneses laukumu. Taču lielāks spiediena kritums palielina arī sūkņa ekspluatācijas izmaksas. Atbilstošā spiediena krituma vērtība ir jāaprēķina, pamatojoties uz siltummaiņa kopējām gada izmaksām, atkārtotām iekārtas izmēra korekcijām un optimizācijas aprēķiniem.

Lielākajā daļā ierīču var konstatēt, ka siltuma pretestība vienā pusē ir ievērojami augstāka nekā otrā pusē, un siltuma pretestība šajā pusē kļūst par kontrolējošo termisko pretestību. Ja korpusa puses termiskā pretestība ir vadības puse, deflektoru plākšņu skaita palielināšanas vai korpusa diametra samazināšanas metodi var izmantot, lai palielinātu šķidruma plūsmas ātrumu korpusa pusē un samazinātu siltuma pārneses pretestību, taču ir ierobežojums, lai samazinātu atstatumu starp deflektoru plāksnēm. Korpusa diametrs nedrīkst būt mazāks par 1/5 vai 50 mm. Ja caurules puses termiskā pretestība ir kontroles puse, šķidruma plūsmas ātrums tiek palielināts, palielinot caurules briedumu.

Strādājot ar viskoziem materiāliem, ja šķidrums atrodas laminārā plūsmā, materiāls nonāks korpusa pusē. Tā kā šķidruma plūsmai korpusa pusē ir tendence būt turbulentai, tas nodrošina lielāku siltuma pārneses ātrumu un labāku spiediena krituma kontroli.

 

3. Korpusa puses šķidruma noteikšana

Tas galvenokārt ir balstīts uz šķidruma darba spiedienu un temperatūru, pieejamo spiediena kritumu, struktūru un korozijas īpašībām, kā arī nepieciešamā aprīkojuma un materiālu izvēli, lai apsvērtu, kādam veidam šķidrums ir piemērots. Izvēloties, jāņem vērā šādi faktori:

Caurules caurlaidei piemērotie šķidrumi ir ūdens un ūdens tvaiki vai spēcīgi kodīgi šķidrumi; toksiski šķidrumi; viegli strukturējami šķidrumi; šķidrumi, kas darbojas augstā temperatūrā vai spiedienā utt.

Šķidrumi, kas piemēroti korpusa pusei, ietver augšpusē esošā destilāta kondensāciju; ogļūdeņražu kondensācija un pārvārīšana; šķidrumi, ko kontrolē cauruļu veidgabalu spiediena kritums; šķidrumi ar augstu viskozitāti utt.

Kad iepriekšminētā situācija ir novērsta, izvēloties, kuru ceļu iet vide, galvenā uzmanība jāpievērš siltuma pārneses koeficienta uzlabošanai un spiediena krituma maksimālai izmantošanai. Tā kā barotnes plūsmai korpusa pusē ir viegli sasniegt turbulentu plūsmu (Re ir lielāka vai vienāda ar 100), parasti ir lietderīgi pārvietot šķidrumu ar augstu viskozitāti vai zemu plūsmas ātrumu, tas ir, šķidrumu ar zemu Reinoldsu. numurs, uz korpusa pusi. Un otrādi, ja šķidrums var sasniegt turbulentu plūsmu caurulē, saprātīgāk ir iziet cauri caurulei. No spiediena krituma viedokļa kopumā apvalks ar zemu Reinoldsa skaitli ir saprātīgs.

 

4. Galīgās siltuma pārneses temperatūras noteikšana

Galīgo siltuma apmaiņas temperatūru parasti nosaka procesa vajadzības. Kad var izvēlēties galīgo siltummaiņas temperatūru, tās vērtībai ir liela ietekme uz to, vai siltummainis ir ekonomisks un saprātīgs. Kad karstā šķidruma izplūdes temperatūra ir vienāda ar aukstā šķidruma izplūdes temperatūru, siltuma izmantošanas efektivitāte ir visaugstākā, bet efektīvā siltuma pārneses temperatūras starpība ir vismazākā un siltuma apmaiņas laukums ir vislielākais.

Turklāt, nosakot plūsmas izplūdes temperatūru, nav vēlams temperatūras krustojuma fenomens, tas ir, karstā šķidruma izplūdes temperatūra ir zemāka par aukstā šķidruma izplūdes temperatūru.

5. Iekārtas struktūras izvēle

Atsevišķos procesa apstākļos vispirms ir jānosaka iekārtas forma, piemēram, izvēloties fiksētu cauruļu loksnes formu vai peldošās galvas formu utt.

Siltummaiņa projektēšanas procesā vispārīgie siltuma pārneses uzlabošanas mērķi ir apkopoti šādi: samazināt siltummaiņa izmēru noteiktā siltuma pārnesē; uzlabot esošā siltummaiņa veiktspēju; samazināt plūstošā darba šķidruma temperatūras starpību; vai samazināt sūkņa jaudu.

Siltuma pārneses process attiecas uz siltuma apmaiņas procesu starp diviem šķidrumiem caur cietās ierīces sienu. Saskaņā ar šķidruma siltuma pārneses metodi to pamatā var iedalīt divos veidos: bez fāzes maiņas un fāzes maiņas. Izpētē par uzlabotu siltuma pārneses tehnoloģiju bez fāzes maiņas procesa parasti tiek veikti atbilstoši pasākumi, kuru pamatā ir termiskās pretestības puses kontrole: piemēram, caurules iekšējās vai ārējās virsmas paplašināšana; svešķermeņu ievietošana caurulē; mainot cauruļu saišķa atbalsta formu; pievienojot nesajaucamas zemas viršanas temperatūras piedevas un citas metodes, lai uzlabotu siltuma pārneses efektu.