كيف يتم تصنيف المبادلات الحرارية؟
وفقًا لطريقة نقل الحرارة، يمكن تقسيمها إلى: مبادل حراري لجدار التقسيم، ومبادل حراري متجدد، ومبادل حراري غير مباشر لتوصيل السوائل، ومبادل حراري للاتصال المباشر، ومبادل حراري متعدد.
وفقًا للغرض، يمكن تقسيمها إلى: سخان، سخان مسبق، سخان فائق ومبخر.
وفقًا للهيكل ، يمكن تقسيمها إلى: مبادل حراري ذو رأس عائم ، ومبادل حراري بألواح أنبوبية ثابتة ، ومبادل حراري بألواح أنبوبية على شكل حرف U ، ومبادل حراري للوحة ، وما إلى ذلك.
أحد الاختلافات بين المبادلات الحرارية ذات الغلاف والأنبوب واللوحة: الهيكل
1. هيكل المبادل الحراري للقشرة والأنبوب:
يتكون المبادل الحراري للهيكل والأنبوب من الغلاف، وحزمة أنبوب نقل الحرارة، وصفيحة الأنبوب، والحاجز (الحاجز) وصندوق الأنبوب والمكونات الأخرى.القشرة أسطوانية في الغالب، مع وجود حزمة أنبوبية بداخلها، ويتم تثبيت طرفي حزمة الأنبوب على ورقة الأنبوب.هناك نوعان من السوائل الساخنة والسوائل الباردة في نقل الحرارة، أحدهما هو السائل الموجود داخل الأنبوب، ويسمى السائل الجانبي للأنبوب؛والآخر هو السائل الموجود خارج الأنبوب، ويسمى السائل الجانبي للصدفة.
من أجل تحسين معامل نقل الحرارة للسائل خارج الأنبوب، عادة ما يتم ترتيب عدة حواجز في غلاف الأنبوب.يمكن أن يزيد الحاجز من سرعة السائل في جانب الغلاف، ويجعل السائل يمر عبر حزمة الأنبوب عدة مرات وفقًا للمسافة المحددة، ويزيد من اضطراب السائل.
يمكن ترتيب أنابيب التبادل الحراري في مثلثات أو مربعات متساوية الأضلاع على لوح الأنبوب.ترتيب المثلثات متساوية الأضلاع مضغوط، ودرجة اضطراب السائل خارج الأنبوب عالية، ومعامل نقل الحرارة كبير.يسهل الترتيب المربع تنظيف الأنبوب وهو مناسب للسوائل المعرضة للتلوث.
1-قذيفة؛حزمة أنبوبين؛3، 4 موصل؛5-الرأس؛6- لوحة الأنبوب: 7- الحاجز: 8- أنبوب الصرف
مبادل حراري قذيفة وأنبوب في اتجاه واحد
رسم تخطيطي لمبادل حراري مزدوج الأنبوب أحادي الغلاف
2. هيكل المبادل الحراري للوحة:
يتكون المبادل الحراري للوحة القابلة للفصل من العديد من الصفائح الرقيقة المموجة المختومة على فترات معينة، ومختومة بحشوات حولها، ومتداخلة مع الإطارات ومسامير الضغط.تشكل فتحات الزوايا الأربع للألواح والفواصل موزعات وجامعات السوائل.وفي الوقت نفسه، يتم فصل السائل البارد والسائل الساخن بشكل معقول بحيث يتم فصلهما على جانبي كل لوحة.التدفق في القنوات، والتبادل الحراري من خلال اللوحات.
أحد الاختلافات بين المبادلات الحرارية ذات الغلاف والأنبوب والمبادلات الحرارية اللوحية: التصنيف
1. تصنيف المبادلات الحرارية ذات الغلاف والأنبوب:
(1) يتم دمج لوحة الأنبوب للمبادل الحراري للوحة الأنبوب الثابتة مع حزم الأنابيب عند طرفي غلاف الأنبوب.عندما يكون الفرق في درجة الحرارة كبيرًا قليلاً والضغط الجانبي للغلاف ليس مرتفعًا جدًا، يمكن تركيب حلقة تعويض مرنة على الغلاف لتقليل الضغط الحراري.
(2) يمكن للوحة الأنبوب الموجودة في أحد طرفي حزمة الأنبوب للمبادل الحراري ذو الرأس العائم أن تطفو بحرية، مما يزيل الضغط الحراري تمامًا، ويمكن سحب حزمة الأنبوب بالكامل من الغلاف، وهو مناسب للتنظيف والصيانة الميكانيكية.يتم استخدام المبادلات الحرارية ذات الرأس العائم على نطاق واسع، ولكن هيكلها معقد والتكلفة مرتفعة.
(3) يتم ثني كل أنبوب من أنبوب المبادل الحراري للأنبوب على شكل U إلى شكل U، ويتم تثبيت كلا الطرفين على نفس لوح الأنبوب في المناطق العلوية والسفلية.بمساعدة قسم صندوق الأنبوب، يتم تقسيمه إلى غرفتين: المدخل والمخرج.يقوم المبادل الحراري بإزالة الإجهاد الحراري تمامًا، كما أن هيكله أبسط من نوع الرأس العائم، لكن جانب الأنبوب ليس من السهل تنظيفه
(4) يعتمد المبادل الحراري للفيلم الساخن بتيار إيدي على أحدث تقنيات التبادل الحراري للفيلم الساخن بتيار إيدي، ويحسن تأثير التبادل الحراري عن طريق تغيير حالة حركة السوائل.عندما يمر الوسط عبر سطح الأنبوب الدوامي، سيكون له فرك قوي على سطح الأنبوب الدوامي، وبالتالي تحسين كفاءة نقل الحرارة، حتى 10000 واط/م2.وفي الوقت نفسه، يتمتع الهيكل بوظائف مقاومة التآكل، ومقاومة درجات الحرارة العالية، ومقاومة الضغط العالي، ومقاومة التحجيم.
2. تصنيف المبادلات الحرارية للوحة:
(1) وفقًا لحجم مساحة التبادل الحراري لكل وحدة مساحة، فإن المبادل الحراري للوحة عبارة عن مبادل حراري مدمج، مقارنةً بشكل أساسي بالمبادل الحراري للقشرة والأنبوب.تحتل المبادلات الحرارية ذات الغلاف والأنبوب التقليدية مساحة كبيرة.
(2) وفقًا لاستخدام العملية، هناك أسماء مختلفة: سخان اللوحة، مبرد اللوحة، مكثف اللوحة، التسخين المسبق للوحة.
(3) وفقًا لمجموعة العمليات، يمكن تقسيمها إلى مبادل حراري للوحة أحادي الاتجاه ومبادل حراري للوحة متعدد الاتجاهات.
(4) وفقًا لاتجاه التدفق للوسائط، يمكن تقسيمها إلى مبادل حراري للوحة المتوازية، ومبادل حراري للوحة التدفق المعاكس ومبادل حراري للوحة التدفق المتقاطع.الأخيران هما الأكثر استخدامًا.
(5) وفقًا لحجم فجوة العداء، يمكن تقسيمها إلى مبادل حراري للوحة الفجوة التقليدية ومبادل حراري للوحة الفجوة الواسعة.
(6) وفقًا لحالة التآكل المموج، فإن المبادل الحراري للوحة لديه اختلافات أكثر تفصيلاً، والتي لن تتكرر.يرجى الرجوع إلى: الشكل المموج لمبادل الحرارة اللوحي.
(7) وفقًا لما إذا كانت مجموعة كاملة من المنتجات، يمكن تقسيمها إلى مبادل حراري ذو لوحة واحدة ووحدة مبادل حراري للوحة.
مبادل حراري ذو زعانف
أحد الاختلافات بين المبادلات الحرارية ذات الغلاف والأنبوب واللوحة: الميزات
1. مميزات المبادل الحراري للقشرة والأنبوب:
(1) الكفاءة العالية وتوفير الطاقة، معامل نقل الحرارة للمبادل الحراري هو 6000-8000W/(m2·k).
(2) جميع إنتاج الفولاذ المقاوم للصدأ، وعمر خدمة طويل، يصل إلى 20 عامًا.
(3) يؤدي تغيير التدفق الصفحي إلى التدفق المضطرب إلى تحسين كفاءة نقل الحرارة وتقليل المقاومة الحرارية.
(4) نقل سريع للحرارة، مقاومة درجات الحرارة العالية (400 درجة مئوية)، مقاومة الضغط العالي (2.5 ميجاباسكال).
(5) هيكل مدمج، بصمة صغيرة، خفيفة الوزن، سهلة التركيب، توفير الاستثمار في البناء المدني.
(6) التصميم مرن، والمواصفات كاملة، والتطبيق العملي قوي، ويتم توفير المال.
(7) لديها مجموعة واسعة من ظروف التطبيق ومناسبة للضغط ودرجة الحرارة والتبادل الحراري للوسائط المختلفة.
(8) تكلفة صيانة منخفضة، عملية بسيطة، دورة تنظيف طويلة وتنظيف مريح.
(9) اعتماد تكنولوجيا الفيلم الحراري النانوي، والتي يمكن أن تحسن بشكل كبير معامل نقل الحرارة.
(10) تستخدم على نطاق واسع في الطاقة الحرارية والصناعة والتعدين والبتروكيماويات والتدفئة المركزية الحضرية والغذاء والدواء وإلكترونيات الطاقة والآلات والصناعات الخفيفة وغيرها من المجالات.
(11) الأنبوب النحاسي مع زعانف التبريد المدرفلة على السطح الخارجي لأنبوب نقل الحرارة لديه موصلية حرارية عالية ومساحة نقل حرارة كبيرة.
(12) تقوم لوحة التوجيه بتوجيه السائل الموجود على جانب الغلاف للتدفق بشكل مستمر في الخط المكسور في المبادل الحراري.يمكن تعديل المسافة بين لوحات التوجيه لتحقيق التدفق الأمثل.الهيكل ثابت، ويمكنه تلبية نقل الحرارة لسائل جانب الصدفة بمعدل تدفق كبير أو حتى معدل تدفق كبير جدًا وتردد نبض عالي.
2. مميزات المبادل الحراري للوحة:
(1) معامل نقل الحرارة العالي
نظرًا لعكس الصفائح المموجة المختلفة، يتم تشكيل قنوات معقدة، بحيث يتدفق السائل بين الصفائح المموجة في تدفق دوامي ثلاثي الأبعاد، ويمكن توليد تدفق مضطرب عند رقم رينولدز منخفض (عادة = 50-200)، لذلك معامل نقل الحرارة مرتفع نسبيًا، ويعتبر بشكل عام أن اللون الأحمر هو 3-5 مرات من نوع القشرة والأنبوب.
(2) الفرق اللوغاريتمي في متوسط درجة الحرارة كبير، وفرق درجة الحرارة في النهاية صغير
في غلاف وأنبوب المبادل الحراري، هناك نوعان من تدفقات السوائل على جانب الأنبوب وجانب الأنبوب على التوالي.بشكل عام، فهي عبارة عن تدفق متقاطع ولها عامل تصحيح لوغاريتمي صغير لفرق درجة الحرارة.معظم المبادلات الحرارية اللوحية تكون ذات تدفق متوازي أو معاكس للتيار، ويكون عامل التصحيح عمومًا حوالي 0.95.بالإضافة إلى ذلك، فإن تدفق السائل الساخن والبارد في لوحة المبادل الحراري يكون موازيًا لتدفق السائل الساخن والبارد في المبادل الحراري.
السطح الساخن وعدم وجود تجاوز يجعل فرق درجة الحرارة في نهاية لوحة المبادل الحراري صغيرًا، ويمكن أن يكون نقل الحرارة إلى الماء أقل من 1 درجة مئوية، في حين أن المبادل الحراري للهيكل والأنبوب يكون عمومًا 5 درجات مئوية.
(3) بصمة صغيرة
يحتوي المبادل الحراري للوحة على هيكل مدمج، ومساحة نقل الحرارة لكل وحدة حجم هي 2-5 أضعاف مساحة المبادل الحراري للهيكل والأنبوب.على عكس المبادل الحراري ذو الغلاف والأنبوب، فهو لا يتطلب موقع صيانة لاستخراج حزمة الأنبوب.لذلك، من أجل تحقيق نفس قدرة نقل الحرارة، تبلغ مساحة أرضية المبادل الحراري للوحة حوالي 1/5-1/8 من مساحة المبادل الحراري للهيكل والأنبوب.
(4) من السهل تغيير منطقة التبادل الحراري أو مجموعة العمليات
وطالما تمت إضافة أو إزالة عدد قليل من اللوحات، يمكن تحقيق غرض زيادة أو تقليل مساحة نقل الحرارة.من خلال تغيير تخطيط اللوحة أو استبدال أنواع الألواح المتعددة، يمكن تحقيق مجموعة العمليات المطلوبة، ويمكن تكييف منطقة التبادل الحراري للهيكل والمبادل الحراري للأنبوب مع ظروف التبادل الحراري الجديدة.يكاد يكون من المستحيل زيادة مساحة نقل الحرارة لمبادل حراري للهيكل والأنبوب.
(5) خفيفة الوزن
يبلغ سمك لوحة المبادل الحراري للوحة 0.4-0.8 مم فقط، وسمك أنبوب المبادل الحراري للهيكل والأنبوب هو 2.0-2.5 مم.المبادلات الحرارية ذات الغلاف والأنبوب أثقل بكثير من إطارات المبادلات الحرارية اللوحية.لا تمثل المبادلات الحرارية اللوحية عمومًا سوى حوالي 1/5 من وزن الغلاف والأنبوب.
(6) السعر المنخفض
مادة المبادل الحراري للوحة هي نفسها، ومنطقة التبادل الحراري هي نفسها، والسعر أقل بنسبة 40% إلى 60% من سعر المبادل الحراري للهيكل والأنبوب.
(7) سهل الصنع
لقد تم ختم ومعالجة لوحة نقل الحرارة للمبادل الحراري للوحة، والتي تتمتع بدرجة عالية من التوحيد القياسي ويمكن إنتاجها بكميات كبيرة.عادةً ما تكون المبادلات الحرارية ذات الغلاف والأنبوب مصنوعة يدويًا.
(8) سهلة التنظيف
طالما تم فك مسامير الضغط الخاصة بالمبادل الحراري للوحة الإطار، يمكن فك حزمة أنبوب المبادل الحراري للوحة، ويمكن إزالة المبادل الحراري للوحة للتنظيف الميكانيكي.يعد هذا مناسبًا جدًا لعملية التبادل الحراري للمعدات التي تحتاج إلى التنظيف بشكل متكرر.
(9) فقدان الحرارة الصغيرة
في المبادل الحراري للوحة، تتعرض فقط لوحة الغلاف للوحة التبادل الحراري للغلاف الجوي، ويكون فقدان الحرارة ضئيلًا، ولا يلزم إجراء أي تدابير عزل.
