Výmenník tepla potrubia je kľúčovým zariadením v rôznych priemyselných a komerčných aplikáciách, ktoré uľahčuje prenos tepla medzi dvoma tekutinami. Ako popredný dodávateľ výmenníkov tepla rúrky, som nadšený, že sa môžem ponoriť do pracovného princípu tohto pozoruhodného vybavenia.
Základný koncept prenosu tepla
Predtým, ako preskúmame konkrétny pracovný princíp výmenníka tepla potrubia, je nevyhnutné pochopiť základný koncept prenosu tepla. Prenos tepla sa vyskytuje tromi primárnymi spôsobmi: vedenie, konvekcia a žiarenie. V kontexte výmenníka tepla potrubia, vedenie a konvekcia zohrávajú najvýznamnejšie úlohy.
Vedenie je prenos tepla cez tuhý materiál bez akéhokoľvek pohybu samotného materiálu. V rúrkovom cievkovom výmenníku tepla sa tepla vedie cez steny potrubí. Na druhej strane konvekcia zahŕňa prenos tepla pohybom tekutiny. Keď tekutina prúdi cez zahrievaný povrch, absorbuje teplo cez konvekciu.
Štruktúra výmenníka tepla potrubia
Typický výmenník tepla potrubia sa skladá z cievky potrubí, zvyčajne vyrobených z materiálov s vysokou tepelnou vodivosťou, ako je meď alebo nehrdzavejúca oceľ. Cievka je ponorená do škrupiny, ktorá obsahuje druhú tekutinu. Dve tekutiny, ktoré tečú vo vnútri potrubí (trubica - bočná tekutina) a tá v škrupine (škrupina - bočná tekutina), majú rôzne teploty, čím vytvárajú teplotný gradient, ktorý poháňa prenos tepla.
Pracovný princíp
Pracovný princíp výmenníka tepla potrubia sa dá vysvetliť v nasledujúcich krokoch:
Prietok
Bočná tekutina trubice vstupuje do rúrkovej cievky na jednom konci. Návrh cievky umožňuje určitú prietokovú cestu, ktorú je možné optimalizovať na maximalizáciu prenosu tepla. Trvená bočná tekutina preteká okolo vonkajšej strany rúrkovej cievky. Smer toku dvoch tekutín môže byť buď rovnobežný (obe tekutiny tečúce v rovnakom smere), protikladný prúd (tekutiny tečúce v opačných smeroch), alebo prietok (tekutiny tečúce kolmo na seba). Prietok prúdu sa vo všeobecnosti uprednostňuje, pretože poskytuje najvyšší priemerný teplotný rozdiel medzi týmito dvoma tekutkami po celej dĺžke výmenníka tepla, čo vedie k efektívnejšiemu prenosu tepla.
Proces prenosu tepla
Keď trubica - bočná tekutina preteká potrubím, teplo sa prenáša z horúcej tekutiny na chladnejšiu. Ak je trubica - bočná tekutina horúca, teplo sa vykonáva cez stenu potrubia zvnútra do vonkajšej strany. Teplo sa potom prenáša do škrupiny - bočná tekutina cez konvekciu. Tento proces je založený na druhom zákone termodynamiky, ktorý uvádza, že zahrievanie prirodzene tečie z oblasti s vyššou teplotou do oblasti s nižšou teplotou.
Rýchlosť prenosu tepla (Q) v tepelnom výmenníku rúrkových cievok sa dá vypočítať pomocou nasledujúcej rovnice:
[Q = u \ -krát a \ krát \ delta t_ {lm}]
kde (u) je celkový koeficient prenosu tepla, ktorý závisí od faktorov, ako je tepelná vodivosť potrubného materiálu, prietoky tekutín a vlastnosti samotných tekutín; A) je oblasť prenosu tepla, ktorá je určená povrchovou plochou rúrkovej cievky; a (\ delta t_ {lm}) je priemerný teplotný rozdiel medzi týmito dvoma tekutkami.
Výstup z tekutín
Po procese prenosu tepla, trubica - bočná tekutina opúšťa cievku potrubia pri nižšej teplote (ak bola spočiatku horúca tekutina) alebo vyššia teplota (ak bola spočiatku chladnejšia tekutina). Podobne aj bočná kvapalina škrupiny opúšťa škrupinu pri teplote, ktorá je bližšie k teplote trubice - bočnej tekutiny, v závislosti od účinnosti výmenníka tepla.
Aplikácie výmenníkov tepla potrubia
Výmenníky tepla rúrky sa v mnohých odvetviach bežne používajú. V priemysle potravín a nápojov sa používajú na pasterizáciu, kde sa produkt zahrieva na špecifickú teplotu na zabíjanie škodlivých mikroorganizmov. V chemickom priemysle sa používajú na chemické reakcie na chladenie alebo zahrievanie. V systémoch HVAC (vykurovanie, vetranie a vzduch - kondicionovanie) sa používajú na prenos tepla medzi chladivom a vzduchom alebo vodou.
Výhody výmenníkov tepla potrubia
- Kompaktný dizajn: Výmenníky tepla potrubia majú relatívne malú stopu v porovnaní s niektorými inými typmi výmenníkov tepla, vďaka čomu sú vhodné pre aplikácie, v ktorých je priestor obmedzený.
- Vysoká účinnosť prenosu tepla: Stĺpaný dizajn potrubí zvyšuje povrchovú plochu dostupnú na prenos tepla, čo môže zvýšiť celkovú účinnosť výmenníka tepla.
- Všestrannosť: Môžu sa používať so širokou škálou tekutín vrátane kvapalín, plynov a dokonca aj niektorých kalov.
Súvisiace výrobky výmenníka tepla
Ako dodávateľ ponúkame aj ďalšie typy výmenníkov tepla. NapríkladAdiabatický výmenník teplaje navrhnutý na prenos tepla bez výmeny tepla s okolitým prostredím. TenKoaxiálny výmenník tepla za marikultúruje špecificky prispôsobený pre marikultúrny priemysel, kde presná kontrola teploty je rozhodujúca pre rast morských organizmov. AVýmenník tepla Worcesterje známy svojím vysoko účinným prenosom tepla v kompaktnom dizajne.
Kontakt pre nákup a vyjednávanie
Ak ste na trhu s vysokou kvalitou výmenníka tepla potrubia alebo ktoréhokoľvek z našich ďalších produktov výmenníka tepla, vyzývame vás, aby ste nás kontaktovali kvôli nákupu a rokovania. Náš tím expertov je pripravený vám pomôcť pri výbere najvhodnejšieho výmenníka tepla pre vašu konkrétnu aplikáciu, čím zabezpečuje optimálny výkon a efektívnosť nákladov.
Odkazy
- Incropera, FP, DeWitt, DP, Bergman, TL a Lavine, AS (2007). Základy prenosu tepla a hmoty. John Wiley & Sons.
- Holman, JP (2010). Prenos tepla. McGraw - Hill.