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設(shè)計換熱器需要注意的一些事情
當您尋求回收熱量,轉(zhuǎn)移熱量以加速冷卻,或者簡單地將能量從一處傳遞到另一處時,換熱器就是適合這方面的設(shè)備。因為換熱器的目的有如此多的變化,所以相應(yīng)的設(shè)計也要變化,考慮滅菌、巴氏殺菌、蒸餾、結(jié)晶或只是加熱和冷卻的過程,一些流程需要腐蝕性化學品,一些用壁和換熱器表面分離流體,少部分的允許流體相互接觸。
除了其目的,換熱器的占地面積在其風格和設(shè)計中起著重要作用。當有很少的空間來操作時,選擇大型管殼式換熱器是不明智的。
除了總體設(shè)計,還有幾何規(guī)格要考慮。你想要一個簡單的圓柱管,或者是旋轉(zhuǎn)的正方形排列或旋轉(zhuǎn)的三角形排列?每個設(shè)計都有自己的優(yōu)點和缺點,例如,您可以使用三角形排列能夠?qū)崿F(xiàn)更高的熱傳遞系數(shù),然而,三角形排列限制了對殼側(cè)的機械清潔。
您選擇的流體也會使您選擇的換熱器產(chǎn)生重大差異,因為它會影響其能力和實用性。例如,不是每種流體都被設(shè)計用于高壓和高溫,此外,較高的壓力通常與較小直徑的管相關(guān),但不是每種流體都將與該設(shè)計良好匹配,其中一個主要問題是涉及腐蝕性和粘度。
當需要使用腐蝕性流體時,用于換熱器元件的材料需要是抗腐蝕的。這就需要比較貴的材料,因此您希望換熱器設(shè)計通過更小的管輸送腐蝕性流體。
對于具有很高壓力和結(jié)垢額定值的流體,也要這樣考慮,較高的壓力需要較大的壁厚,因此較小的管需要較少的費用,并且可能導(dǎo)致結(jié)垢的流體應(yīng)該通過需要較少清潔的管。換句話說,只要在設(shè)計階段稍微注意一點,就可以減少結(jié)垢,壓力消耗和在耐腐蝕性上的花費。
有湍流流過時,換熱器就有些作業(yè),因此具有低到中等流速的粘性流體可能需要多次通過,以保持流體殼側(cè)到相同的結(jié)果。雖然多次通過似乎沒什么效率,但實際上可以省錢。
管側(cè)上的低流率與殼側(cè)上的低流率不同。增加殼側(cè)上的直徑可以增加流速,但是并不是一個不錯的選擇,因為它影響流動模式。在管側(cè)上,更多的通道可能是有益的,但也可能對壓力產(chǎn)生負面影響。
這些只是殼管式樣式的幾個注意事項。對于板式熱交換器、絕熱輪設(shè)計、再生式換熱器、板翅設(shè)計等也需要考慮類似的事項。