Rohrbündelwärmetauscher zum Heizen und Kühlen

Der von Vrcooler gemäß den Kundenanforderungen angepasste Rohrbündelwärmetauscher wurde lackiert und fertig zum Verpacken und Versenden nach Frankreich.

Rohrbündelwärmetauscher werden auch als Rohrbündelwärmetauscher bezeichnet. Es handelt sich um einen Trennwandwärmetauscher, der die Wand des im Mantel eingeschlossenen Rohrbündels als Wärmeübertragungsfläche nutzt. Diese Art von Wärmetauscher hat eine relativ einfache Struktur und einen zuverlässigen Betrieb. Es kann aus verschiedenen Strukturmaterialien (hauptsächlich Metallmaterialien) hergestellt werden und kann unter hoher Temperatur und hohem Druck verwendet werden. Es ist die derzeit am weitesten verbreitete Art.

Faktoren, die bei der Konstruktion von Rohrbündelwärmetauschern zu berücksichtigen sind

Es gibt viele Arten von Wärmetauschergeräten. Für jede spezifische Wärmeübertragungsbedingung wird durch optimale Auswahl das am besten geeignete Gerätemodell erhalten. Wenn diese Art von Ausrüstung unter anderen Bedingungen verwendet wird, kann der Wärmeübertragungseffekt verbessert werden. große Veränderung. Daher ist es eine sehr wichtige und komplizierte Arbeit, den Wärmetauschertyp für spezifische Arbeitsbedingungen auszuwählen. Bei der Auslegung von Rohrbündelwärmetauschern sind folgende Faktoren zu berücksichtigen:

 

1. Auswahl der Durchflussrate

Die Durchflussrate ist eine wichtige Variable bei der Konstruktion von Wärmetauschern. Eine Erhöhung der Durchflussrate erhöht den Wärmeübertragungskoeffizienten und gleichzeitig steigen auch der Druckabfall und der Stromverbrauch. Bei Verwendung von Förderflüssigkeit ist zu beachten, dass der Druckabfall möglichst am Wärmetauscher anstatt am Regulierventil aufgebraucht werden sollte, dies kann durch Erhöhung des Volumenstroms die Wärmeübertragungswirkung verbessern.

Die Verwendung einer höheren Durchflussrate hat zwei Vorteile: Einer besteht darin, den gesamten Wärmeübertragungskoeffizienten zu erhöhen, wodurch die Wärmeübertragungsfläche verringert wird; die andere besteht darin, die Möglichkeit des Foulings auf der Rohroberfläche zu verringern. Damit steigt aber auch der Widerstands- und Leistungsverbrauch entsprechend an, sodass ein wirtschaftlicher Vergleich notwendig ist, um abschließend die passende Durchflussmenge zu ermitteln.

 

2. Auswahl des zulässigen Druckabfalls

Die Wahl eines größeren Druckabfalls kann die Durchflussrate erhöhen, wodurch der Wärmeübertragungseffekt verbessert und die Wärmeübertragungsfläche verringert wird. Der größere Druckabfall erhöht aber auch die Betriebskosten der Pumpe. Der entsprechende Druckabfallwert muss auf der Grundlage der jährlichen Gesamtkosten des Wärmetauschers, wiederholter Anpassungen an die Größe der Ausrüstung und Optimierungsberechnungen berechnet werden.

Bei den meisten Geräten kann festgestellt werden, dass der Wärmewiderstand auf einer Seite deutlich höher ist als auf der anderen Seite, und der Wärmewiderstand auf dieser Seite wird zum steuernden Wärmewiderstand. Wenn der Wärmewiderstand der Mantelseite die Steuerseite ist, kann das Verfahren zum Erhöhen der Anzahl von Prallplatten oder Reduzieren des Manteldurchmessers verwendet werden, um die Fluidströmungsrate auf der Mantelseite zu erhöhen und den Wärmeübertragungswiderstand zu verringern, aber es gibt eine Grenze für die Verringerung des Abstands der Prallplatten. Darf nicht kleiner als 1/5 oder 50 mm des Gehäusedurchmessers sein. Wenn der thermische Widerstand der Rohrseite die Steuerseite ist, wird die Fluidströmungsrate durch Erhöhen der Rohrreife erhöht.

Wenn es sich um viskose Materialien handelt und die Flüssigkeit laminar fließt, fließt das Material zur Mantelseite. Da die Fluidströmung auf der Mantelseite dazu neigt, turbulent zu sein, führt dies zu höheren Wärmeübertragungsraten und einer verbesserten Steuerung des Druckabfalls.

 

3. Bestimmung der mantelseitigen Flüssigkeit

Es basiert hauptsächlich auf dem Betriebsdruck und der Temperatur der Flüssigkeit, dem verfügbaren Druckabfall, der Struktur und den Korrosionseigenschaften sowie der Auswahl der erforderlichen Ausrüstung und Materialien, um zu prüfen, für welchen Weg die Flüssigkeit geeignet ist. Folgende Faktoren können bei der Auswahl berücksichtigt werden:

Für den Rohrdurchgang geeignete Flüssigkeiten sind Wasser und Wasserdampf oder stark korrosive Flüssigkeiten; giftige Flüssigkeiten; leicht strukturierbare Flüssigkeiten; Flüssigkeiten, die bei hoher Temperatur oder hohem Druck usw.

Für die Hüllenseite geeignete Fluide umfassen Kondensation von Überkopfdestillat; Kondensation und Aufkochen von Kohlenwasserstoffen; Flüssigkeiten, die durch den Druckabfall von Rohrverbindungsstücken gesteuert werden; Flüssigkeiten mit hoher Viskosität usw.

Wenn die obige Situation eliminiert wird, sollte sich die Wahl, welchen Weg das Medium nimmt, auf die Verbesserung des Wärmeübertragungskoeffizienten und die optimale Nutzung des Druckabfalls konzentrieren. Da die Strömung des Mediums auf der Mantelseite eine leicht zu erreichende turbulente Strömung (Re größer oder gleich 100) ist, ist es im Allgemeinen günstig, das Fluid mit hoher Viskosität oder niedriger Strömungsgeschwindigkeit zu bewegen, dh das Fluid mit niedrigem Reynolds-Wert Nummer, zur Schalenseite. Umgekehrt, wenn das Fluid eine turbulente Strömung im Rohr erreichen kann, ist es vernünftiger, dafür zu sorgen, dass es durch das Rohr strömt. Aus Sicht des Druckabfalls ist im Allgemeinen die Shell-Lauf mit niedriger Reynolds-Zahl sinnvoll.

 

4. Bestimmung der endgültigen Wärmeübertragungstemperatur

Die endgültige Wärmeaustauschtemperatur wird im Allgemeinen durch die Anforderungen des Prozesses bestimmt. Wenn die Endtemperatur des Wärmetauschers gewählt werden kann, hat ihr Wert einen großen Einfluss darauf, ob der Wärmetauscher wirtschaftlich und vernünftig ist. Wenn die Austrittstemperatur des heißen Fluids gleich der Austrittstemperatur des kalten Fluids ist, ist die Wärmenutzungseffizienz am höchsten, aber die effektive Wärmeübertragungstemperaturdifferenz ist am kleinsten und die Wärmeaustauschfläche am größten.

Außerdem ist es beim Bestimmen der Auslasstemperatur des Stroms nicht wünschenswert, ein Temperaturkreuzphänomen zu haben, das heißt, die Auslasstemperatur des heißen Fluids ist niedriger als die Auslasstemperatur des kalten Fluids.

5. Auswahl der Gerätestruktur

Für bestimmte Prozessbedingungen sollte zuerst die Form der Ausrüstung bestimmt werden, z. B. die Wahl einer festen Rohrbodenform oder einer schwimmenden Kopfform usw.

Beim Entwurfsprozess für Wärmetauscher werden die allgemeinen Ziele der Verbesserung der Wärmeübertragung wie folgt zusammengefasst: Verringern der Größe des Wärmetauschers bei einer gegebenen Wärmeübertragung; Verbesserung der Leistung des vorhandenen Wärmetauschers; den Temperaturunterschied des strömenden Arbeitsmediums verringern; oder Pumpenleistung reduzieren.

Der Wärmeübertragungsprozess bezieht sich auf den Prozess des Wärmeaustauschs zwischen zwei Flüssigkeiten durch die Wand eines harten Geräts. Je nach Wärmeübertragungsmethode des Fluids kann es grundsätzlich in zwei Arten unterteilt werden: kein Phasenwechsel und Phasenwechsel. Die Forschung zur verbesserten Wärmeübertragungstechnologie ohne Phasenwechselverfahren ergreift im Allgemeinen entsprechende Maßnahmen, die auf der Steuerung der Wärmewiderstandsseite basieren: wie z. B. das Aufweiten der Innen- oder Außenfläche des Rohrs; Einführen von Fremdkörpern in das Rohr; Ändern der Form des Rohrbündelträgers; Zugabe von nicht mischbaren Additiven mit niedrigem Siedepunkt und andere Methoden zur Verbesserung des Wärmeübertragungseffekts.