Как выбрать теплообменное оборудование?

1. Что такое теплообменник? Проще говоря, теплообменник — это устройство, которое передает тепло от одной среды к другой, охладитель гидравлического масла или, например, отводит тепло от горячего масла с помощью холодной воды или воздуха. В качестве альтернативы теплообменное оборудование плавательного бассейна использует горячую воду из котла или водяной контур, подогреваемый солнечной энергией, для нагрева воды в бассейне. Тепло передается за счет теплопроводности через материалы теплообменника, которые разделяют используемые среды. Кожухотрубный теплообменник пропускает жидкости через и над трубами, где теплообменник с воздушным охлаждением пропускает холодный воздух через сердечник ребер для охлаждения жидкости.

2. Какие типы теплообменников доступны?
Существует много различных типов теплообменников, три основных типа, которые поставляет УралКотлоМашЗавод:

Кожухотрубный теплообменник

Оболочка и труба; Кожухотрубные теплообменники состоят из большого количества маленьких трубок, которые расположены внутри цилиндрической оболочки.

Пластинчатый теплообменник

Тип плиты; Пластинчатые теплообменники работают почти так же, как кожухотрубный теплообменник, используя ряд сложенных пластин, а не труб. Пластинчатые теплообменники обычно паяются или прокладываются в зависимости от области применения и используемых жидкостей. Их компактная конструкция из нержавеющей стали делает их идеальным выбором для использования с хладагентами или для обработки продуктов питания и напитков.

Теплообменник с воздушным охлаждением

С воздушным охлаждением; Теплообменники с воздушным охлаждением обычно используются в транспортных средствах или других мобильных устройствах, где нет постоянного источника холодной воды. УралКотлоМашЗавод разрабатывает и поставляет комбинированные блоки охлаждения (или комбинированные охладители), которые объединяют охладитель воды в кожухе двигателя, охладитель масла и охладитель наддувочного воздуха в единое целое, что снижает требования к пространству и повышает эффективность. Холодный воздух подается либо вентилятором, либо потоком воздуха, вызванным движением автомобиля.

Проектирование теплообменника
1. Как устроен теплообменник?
Чтобы иметь возможность выбрать теплообменник, нам нужно знать:

• Тип жидкости первого контура, температура и расход (обычно горячая жидкость)
• Что вы хотите извлечь из первичного контура (рассеивание тепла или заданная температура на выходе)
• Тип жидкости вторичного контура, температура и расход (обычно охлаждающая жидкость)

Поля выше являются только основами. Отправляя запрос, вы должны также сообщить УралКотлоМашЗаводу о любых ограничениях потери давления и любых других специальных требованиях. Спецификация также должна быть сохранена и отправлена ​​нам, если вам требуется предложение по теплообменнику.

2. Морские теплообменники
Принципы работы морского теплообменника те же, что и у охладителя, предназначенного для использования с пресной водой, однако главное, что необходимо учитывать при проектировании, — это то, что морской теплообменник должен быть устойчивым к эрозии или коррозии, вызванной морской водой. Это означает, что материалы, которые вступают в контакт с морской водой, должны быть подходящими, такие как 90/10 медно-никелевый, 70/30 медно-никелевый, бронзовый и титановый.

Есть и другие факторы, которые необходимо учитывать при проектировании морского теплообменника. Одним из них является скорость, если она слишком низкая, существует риск того, что песок и другие частицы заблокируют трубы. С другой стороны, если оно слишком быстрое, те же самые частицы могут быстро разрушить пластину и трубки.

Дополнительная защита может быть обеспечена путем установки жертвенного анода, который УралКотлоМашЗавод может включить по запросу. Он будет установлен в резьбовое отверстие, обычно используемое для сливной пробки, и находится в прямом контакте с потоком морской воды.

3. С какими жидкостями может работать теплообменник?
Пригодность жидкости к теплообменнику будет зависеть от типа используемого теплообменника и доступных материалов. Стандартные теплообменники УралКотлоМашЗавода подходят для большинства жидкостей, включая масло, воду, водный гликоль и морскую воду. Для более агрессивных жидкостей, таких как хлорированная соленая вода, хладагенты и кислоты, необходимо использовать другие материалы, такие как нержавеющая сталь и титан.

4. Что такое температура кроссовера?

Пересечение температуры — это термин, используемый для описания сценария, в котором температуры обоих контуров в теплообменнике с жидкостным охлаждением начинают пересекаться. Это может быть важным фактором в конструкции теплообменника, так как эффективность охладителя будет значительно снижена при переходе температур. Во многих случаях пластинчатый теплообменник является лучшим вариантом для применений, где невозможно избежать перепадов температуры.

5. Что такое «проход» теплообменника и как узнать, сколько проходов мне нужно?
Пропуск теплообменника относится к движению жидкости от одного конца теплообменника к другому. Например, при обращении к схеме «сквозные трубы» (обычно охлаждающая жидкость);

· Один проход — жидкость входит в один конец теплообменника и выходит на другом конце.

· Двойной проход — Жидкость входит и существует теплообменник на том же конце.

· Тройной проход — жидкость проходит по длине корпуса теплообменника три раза перед выходом.
Большее количество проходов увеличивает количество доступного теплообмена, но также может привести к большой потере давления и высокой скорости.
Обладая полным набором эксплуатационных данных, УралКотлоМашЗавод может выбрать наиболее эффективный теплообменник из возможных, работая в пределах потери давления и скорости.
Количество проходов в первичном контуре также можно регулировать для оптимизации тепловых характеристик и эффективности путем изменения количества перегородок и шага.

6. Как сделать теплообменник более эффективным.
Эффективность теплообменника может быть определена многими способами, с точки зрения тепловых характеристик следует учитывать несколько ключевых факторов;

Разница температур — как обсуждалось в пункте 3 (перепад температур), разница между горячей жидкостью и охлаждающей жидкостью очень важна при проектировании теплообменника. Температура охлаждающей жидкости всегда должна быть ниже, чем у горячей жидкости. Более низкие температуры охлаждающей жидкости отводят больше тепла из горячей жидкости, чем более высокие температуры охлаждающей жидкости. Если у вас был стакан питьевой воды, например, комнатной температуры, гораздо эффективнее охлаждать его льдом, а не просто холодной водой, тот же принцип применим к теплообменникам.

Скорость потока. Другим важным фактором являются потоки жидкостей как на первичной, так и на вторичной стороне теплообменника. Большая скорость потока увеличит способность теплообменника передавать тепло, но большая скорость потока также означает большую массу, что может усложнить удаление энергии, а также увеличить скорость и потерю давления.

Установка. Теплообменник всегда следует устанавливать в соответствии с рекомендациями производителя. Вообще говоря, наиболее эффективный способ установки теплообменника заключается в том, чтобы текучие среды протекали в противотоке (поэтому, если охлаждающая жидкость движется слева направо, горячая текучая среда движется справа налево), а для кожухотрубных теплообменников охлаждающая жидкость должен войти в самое низкое положение на входе (как показано на диаграммах выше), чтобы гарантировать, что теплообменник всегда полон воды. Для теплообменников с воздушным охлаждением важно учитывать воздушный поток при установке охладителя, любая заблокированная часть активной зоны будет ухудшать охлаждающую способность. Чтобы узнать больше о противотоке и почему он более эффективен, прочитайте наше сообщение в блоге «Почему противоточные теплообменники более эффективны»

Материал подготовлен специально для сайта https://modelist-konstruktor.com/