تفاوت بین مبدل حرارتی صفحه ای و مبدل حرارتی پوسته و لوله چیست؟بعد از خواندن همه چیز را متوجه خواهید شد!

مبدل های حرارتی چگونه طبقه بندی می شوند؟

با توجه به روش انتقال حرارت، می توان آن را به: مبدل حرارتی دیوار پارتیشن، مبدل حرارتی احیا کننده، مبدل حرارتی غیر مستقیم اتصال سیال، مبدل حرارتی تماس مستقیم و مبدل حرارتی چندگانه تقسیم کرد.

با توجه به هدف می توان آن را به: هیتر، پیش گرم کن، سوپرهیتر و اواپراتور تقسیم کرد.

با توجه به ساختار، می توان آن را به: مبدل حرارتی سر شناور، مبدل حرارتی لوله ثابت، مبدل حرارتی لوله ورق U شکل، مبدل حرارتی صفحه ای و غیره تقسیم کرد.

یکی از تفاوت های مبدل های حرارتی پوسته و لوله و صفحه: ساختار

1. ساختار مبدل حرارتی پوسته و لوله:

مبدل حرارتی پوسته و لوله از پوسته، بسته نرم افزاری لوله انتقال حرارت، ورق لوله، بافل (بافل) و جعبه لوله و سایر اجزا تشکیل شده است.پوسته عمدتاً استوانه‌ای است که داخل آن یک دسته لوله است و دو سر بسته‌بندی لوله روی ورق لوله ثابت می‌شود.دو نوع سیال گرم و سیال سرد در انتقال حرارت وجود دارد، یکی سیال داخل لوله است که سیال سمت لوله نامیده می شود.دیگری سیال خارج از لوله است که سیال سمت پوسته نامیده می شود.

به منظور بهبود ضریب انتقال حرارت سیال در خارج از لوله، معمولاً چندین بافل در پوسته لوله قرار می گیرند.بافل می تواند سرعت سیال را در سمت پوسته افزایش دهد، سیال را با توجه به فاصله مشخص شده چندین بار از بسته لوله عبور دهد و تلاطم سیال را افزایش دهد.

لوله های تبادل حرارت را می توان به صورت مثلث یا مربع متساوی الاضلاع بر روی ورق لوله قرار داد.آرایش مثلث های متساوی الاضلاع فشرده است، درجه تلاطم سیال خارج از لوله زیاد است و ضریب انتقال حرارت زیاد است.آرایش مربعی تمیز کردن لوله را تسهیل می کند و برای مایعات مستعد رسوب مناسب است.

1-پوسته؛بسته نرم افزاری 2 لوله؛3، 4-کانکتور;5-سر؛صفحه 6 لوله: 7-بافل: 8-لوله تخلیه

مبدل حرارتی پوسته و لوله یک طرفه
نمودار شماتیک مبدل حرارتی دو لوله ای تک پوسته

2. ساختار مبدل حرارتی صفحه:

مبدل حرارتی صفحه ای جداشدنی از صفحات نازک راه راه بسیار مهر و موم شده در فواصل معین ساخته شده است که توسط واشرهای اطراف آنها مهر و موم شده و با قاب ها و پیچ های فشاری همپوشانی دارند.چهار سوراخ گوشه صفحات و اسپیسرها توزیع کننده ها و جمع کننده های سیال را تشکیل می دهند.در عین حال سیال سرد و سیال گرم به طور معقولی از هم جدا می شوند به طوری که در دو طرف هر صفحه از هم جدا می شوند.جریان در کانال ها، تبادل حرارت از طریق صفحات.

یکی از تفاوت های مبدل های حرارتی پوسته و لوله و مبدل های حرارتی صفحه ای: طبقه بندی

1. طبقه بندی مبدل های حرارتی پوسته و لوله:

(1) ورق لوله مبدل حرارتی ورق لوله ثابت با بسته های لوله در هر دو انتهای پوسته لوله یکپارچه شده است.هنگامی که اختلاف دما کمی زیاد است و فشار جانبی پوسته خیلی زیاد نیست، می توان یک حلقه جبران کننده الاستیک برای کاهش تنش حرارتی روی پوسته نصب کرد.

(2) صفحه لوله در یک انتهای بسته لوله مبدل حرارتی سر شناور می تواند آزادانه شناور شود و استرس حرارتی را کاملاً از بین ببرد و کل بسته نرم افزاری لوله را می توان از پوسته بیرون کشید که برای تمیز کردن و نگهداری مکانیکی مناسب است.مبدل های حرارتی سر شناور به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند، اما ساختار آنها پیچیده است و هزینه آن بالا است.

(3) هر لوله مبدل حرارتی لوله U شکل به شکل U خم می شود و هر دو انتها بر روی یک صفحه لوله در نواحی بالایی و پایینی ثابت می شوند.با کمک پارتیشن جعبه لوله، به دو محفظه ورودی و خروجی تقسیم می شود.مبدل حرارتی به طور کامل تنش حرارتی را از بین می برد و ساختار آن ساده تر از نوع سر شناور است، اما سمت لوله به راحتی تمیز نمی شود.

(4) مبدل حرارتی فیلم داغ جریان گردابی از آخرین فناوری تبادل حرارت فیلم داغ جریان گردابی استفاده می کند و با تغییر حالت حرکت سیال، اثر تبادل حرارت را بهبود می بخشد.هنگامی که محیط از سطح لوله گرداب عبور می کند، آبشستگی قوی روی سطح لوله گرداب خواهد داشت و در نتیجه راندمان انتقال حرارت را تا 10000 وات بر متر مربع بهبود می بخشد.در عین حال، ساختار دارای عملکردهای مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر دمای بالا، مقاومت در برابر فشار بالا و ضد رسوب است.

2. طبقه بندی مبدل های حرارتی صفحه ای:

(1) با توجه به اندازه منطقه تبادل حرارت در واحد فضا، مبدل حرارتی صفحه ای یک مبدل حرارتی فشرده است که عمدتاً با مبدل حرارتی پوسته و لوله مقایسه می شود.مبدل های حرارتی پوسته و لوله سنتی منطقه وسیعی را اشغال می کنند.

(2) با توجه به استفاده از فرآیند، نام های مختلفی وجود دارد: بخاری صفحه، خنک کننده صفحه، کندانسور صفحه، پیش گرمکن صفحه.

(3) با توجه به ترکیب فرآیند، می توان آن را به مبدل حرارتی صفحه یک طرفه و مبدل حرارتی صفحه چند جهته تقسیم کرد.

(4) با توجه به جهت جریان دو رسانه، می توان آن را به مبدل حرارتی صفحه موازی، مبدل حرارتی صفحه ضد جریان و مبدل حرارتی صفحه جریان متقاطع تقسیم کرد.دو مورد اخیر بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند.

(5) با توجه به اندازه شکاف دونده، می توان آن را به مبدل حرارتی صفحه شکاف معمولی و مبدل حرارتی صفحه شکاف گسترده تقسیم کرد.

(6) با توجه به شرایط سایش راه راه، مبدل حرارتی صفحه دارای تفاوت های دقیق تری است که تکرار نخواهد شد.لطفاً به: شکل موجدار مبدل حرارتی صفحه ای مراجعه کنید.

(7) با توجه به اینکه آیا مجموعه کاملی از محصولات است، می توان آن را به مبدل حرارتی تک صفحه ای و واحد مبدل حرارتی صفحه تقسیم کرد.

مبدل حرارتی پره صفحه ای

یکی از تفاوت های مبدل های حرارتی پوسته و لوله و صفحه: ویژگی ها

1. ویژگی های مبدل حرارتی پوسته و لوله:

(1) راندمان بالا و صرفه جویی در انرژی، ضریب انتقال حرارت مبدل حرارتی 6000-8000W/(m2·k) است.

(2) تمام تولید فولاد ضد زنگ، عمر طولانی، تا 20 سال.

(3) تغییر جریان آرام به جریان آشفته باعث بهبود راندمان انتقال حرارت و کاهش مقاومت حرارتی می شود.

(4) انتقال حرارت سریع، مقاومت در برابر دمای بالا (400 درجه سانتیگراد)، مقاومت در برابر فشار بالا (2.5 مگاپاسکال).

(5) ساختار فشرده، ردپای کوچک، وزن سبک، نصب آسان، صرفه جویی در سرمایه گذاری ساخت و ساز عمران.

(6) طراحی انعطاف پذیر است، مشخصات کامل است، عملی بودن قوی است، و پول صرفه جویی می شود.

(7) دارای طیف گسترده ای از شرایط کاربرد است و برای فشار، محدوده دما و تبادل حرارت رسانه های مختلف مناسب است.

(8) هزینه نگهداری کم، عملیات ساده، چرخه تمیز کردن طولانی و تمیز کردن راحت.

(9) از فناوری فیلم نانو حرارتی استفاده کنید، که می تواند به طور قابل توجهی ضریب انتقال حرارت را بهبود بخشد.

(10) به طور گسترده در انرژی حرارتی، صنعتی و معدنی، پتروشیمی، گرمایش مرکزی شهری، غذا و دارو، الکترونیک انرژی، ماشین آلات و صنایع سبک و سایر زمینه ها استفاده می شود.

(11) لوله مسی با پره های خنک کننده که بر روی سطح بیرونی لوله انتقال حرارت نورد شده است دارای رسانایی حرارتی بالا و منطقه انتقال حرارت بزرگ است.

(12) صفحه راهنما سیال سمت پوسته را هدایت می کند تا به طور مداوم در خط شکسته در مبدل حرارتی جریان یابد.فاصله بین صفحات راهنما را می توان برای جریان بهینه تنظیم کرد.ساختار محکم است و می تواند انتقال حرارت سیال سمت پوسته را با سرعت جریان زیاد یا حتی سرعت جریان فوق العاده زیاد و فرکانس ضربان بالا برآورده کند.

2. ویژگی های مبدل حرارتی صفحه ای:

(1) ضریب انتقال حرارت بالا

از آنجایی که صفحات موجدار مختلف معکوس می شوند، کانال های پیچیده تشکیل می شوند، به طوری که سیال بین صفحات موجدار به صورت یک جریان چرخشی سه بعدی جریان می یابد و جریان آشفته می تواند با عدد رینولدز پایین (به طور کلی Re = 50-200) ایجاد شود. انتقال حرارت ضریب نسبتاً بالا است و به طور کلی رنگ قرمز 3-5 برابر نوع پوسته و لوله است.

(2) اختلاف دمای میانگین لگاریتمی زیاد است و اختلاف دما در انتها کم است

در یک مبدل حرارتی پوسته و لوله، دو جریان سیال به ترتیب در سمت لوله و سمت لوله وجود دارد.به طور کلی، آنها جریان متقاطع هستند و دارای ضریب تصحیح اختلاف دمای میانگین لگاریتمی کوچکی هستند.اکثر مبدل های حرارتی صفحه ای دارای جریان موازی یا خلاف جریان هستند و ضریب تصحیح معمولاً حدود 0.95 است.علاوه بر این، جریان سیال سرد و گرم در مبدل حرارتی صفحه ای موازی با جریان سیال سرد و گرم در مبدل حرارتی است.

سطح داغ و بدون بای پس، اختلاف دما در انتهای مبدل حرارتی صفحه را کوچک می کند و انتقال حرارت به آب می تواند کمتر از 1 درجه سانتیگراد باشد، در حالی که مبدل حرارتی پوسته و لوله معمولاً 5 درجه سانتیگراد است.

(3) رد پای کوچک

مبدل حرارتی صفحه ای ساختار فشرده ای دارد و سطح انتقال حرارت در واحد حجم 2-5 برابر مبدل حرارتی پوسته و لوله است.برخلاف مبدل حرارتی پوسته و لوله، برای استخراج بسته لوله نیازی به محل نگهداری ندارد.بنابراین، برای دستیابی به ظرفیت انتقال حرارت یکسان، مساحت کف مبدل حرارتی صفحه ای حدود 1/5-1/8 سطح مبدل حرارتی پوسته و لوله است.

(4) تغییر منطقه تبادل حرارت یا ترکیب فرآیند آسان است

تا زمانی که چند صفحه اضافه یا حذف شود، می توان به هدف افزایش یا کاهش ناحیه انتقال حرارت دست یافت.با تغییر طرح صفحه یا جایگزینی چندین نوع صفحه، ترکیب فرآیند مورد نیاز را می توان تحقق بخشید و منطقه تبادل حرارتی مبدل حرارتی پوسته و لوله را می توان با شرایط جدید تبادل حرارتی سازگار کرد.تقریباً غیرممکن است که سطح انتقال حرارت یک مبدل حرارتی پوسته و لوله را افزایش دهید.

(5) وزن سبک

ضخامت صفحه مبدل حرارتی صفحه ای تنها 0.4-0.8 میلی متر است و ضخامت لوله مبدل حرارتی پوسته و لوله 2.0-2.5 میلی متر است.مبدل های حرارتی پوسته و لوله بسیار سنگین تر از قاب مبدل های حرارتی صفحه ای هستند.مبدل های حرارتی صفحه ای معمولاً تنها حدود 1/5 وزن پوسته و لوله را تشکیل می دهند.

(6) قیمت پایین

مواد مبدل حرارتی صفحه یکسان است، منطقه تبادل حرارتی یکسان است و قیمت 40٪ تا 60٪ کمتر از مبدل حرارتی پوسته و لوله است.

(7) ساخت آسان

صفحه انتقال حرارت مبدل حرارتی صفحه ای مهر و فرآوری شده است که از استاندارد بودن بالایی برخوردار بوده و می تواند به تولید انبوه برسد.مبدل های حرارتی پوسته و لوله معمولاً دست ساز هستند.

(8) تمیز کردن آسان

تا زمانی که پیچ های فشار مبدل حرارتی صفحه ای قاب شل شده است، بسته لوله مبدل حرارتی صفحه ای را می توان شل کرد و مبدل حرارتی صفحه ای را می توان برای تمیز کردن مکانیکی جدا کرد.این برای فرآیند تبادل حرارت تجهیزاتی که نیاز به تمیز کردن مکرر دارند بسیار راحت است.

(9) اتلاف حرارت کوچک

در مبدل حرارتی صفحه ای، تنها صفحه پوسته صفحه مبادله حرارتی در معرض اتمسفر است، اتلاف حرارت ناچیز است و نیازی به اقدامات عایق نیست.