Kuori ja putki -lämmönvaihdin on eräänlainen lämpötekniikan laite, joka suorittaa lämmön siirtämisen jäähdytysnesteestä lämmitettävään aineeseen. Erityistapauksesta riippuen jäähdytysnesteen rooli voi olla höyry tai neste. Tähän päivään mennessä lämmittimen kuori-putkimalli on saanut laajimman käytön.
Lämmönvaihdin on melko monimutkainen laite, jota käytetään lauhduttimena, lämmittimenä tai haihduttimena
Sisältö
Käyttöalueet
Näiden laitteiden tuotanto alkoi 2000-luvun alkupuolella. Tämä johtui tosiasiasta, että lämpöasemat tarvitsivat suuripintaisia lämmittimiä, jotka toimivat korkeassa paineessa.
Kuori- ja putkilämmittimiä käytetään monilla aloilla, mukaan lukien:
- Öljy- ja kaasuteollisuus;
- kemiallinen tuotanto;
- Ruokateollisuus.
Lähes jokainen tuotanto liittyy lämmön tuotantoon tai imeytymiseen, joten lämmönvaihtimet ovat kysyttyjä ihmistoiminnan eri aloilla. Laitteiden suorituskyky yrityksissä, samoin kuin kotitalouksien ilmastointilaitteiden ja lämmittimien, autojen jäähdyttimen jäähdyttimien jne. Toiminta riippuu niiden suunnittelusta ja ominaisuuksista.
Merkintä! Tämän tyyppisiä lämmittimiä käytetään useimmiten työnesteiden jäähdyttämiseen ja kylmäaineen lämmittämiseen lämpöpumppujen käyttämistä varten.
Säiliön ja putken lämmönvaihtimia käytetään laajalti lauhduttimina ja haihduttimina. Nykyään teollisuusteknologian kehityksen ansiosta lämmönvaihtimien suunnittelu on kehittynyt edistyneemmin ja nykyaikaistettu.
Kuoren ja putken lämmönvaihtimien edut ja haitat
Rakenteelliselta kannalta tämäntyyppiset lämmönvaihtimet ovat samanlaisia kuin ensimmäiset mallit, jotka valmistettiin 1900-luvun alussa. Näiden laitteiden modernisointi koski vain tiettyjä elementtejä, mutta perusta pysyi ennallaan. Kuoren ja putken lämmittimissä käytettävät modernit materiaalit voivat parantaa niiden toimintaominaisuuksia.
Lämmönvaihtimien valmistuksessa käytetään nykyaikaisia materiaaleja, jotka parantavat merkittävästi valmiiden laitteiden laatua
Kuorien ja putkien lämmönvaihtimet erottuvat useilla positiivisilla ominaisuuksilla, jotka antavat niiden pysyä välttämättöminä osina eri toimialoja tänäkin päivänä:
- kestävyys vesivasaralle järjestelmässä;
- kyky työskennellä saastuneiden ympäristöjen kanssa;
- alhaiset lämmönsiirtonopeudet;
- hyvä suoritus;
- kulutuskestävyys;
- huollettavuus;
- korkean paineen kestävyys;
- vastustuskyky aggressiivisille kemikaaleille;
- käyttöturvallisuus;
- luotettavuus ja kestävyys.
Tämän tyyppisillä lämmittimillä on haittoja, muun muassa:
- melko suuret mitat;
- korkea hinta.
Laite ja toimintaperiaate
Kuori ja putki-lämmönvaihdin sisältää useita rakenneosia. Harkitse tärkeimpiä:
- kotelo (kotelo);
- jakelu- ja ohjauskammiot;
- sisäinen putkijärjestelmä;
- putki levyt;
- väliseinät ja tiivisteet.
Tämä laitemalli eroaa siitä, että siinä on kotelo, joka piilottaa sisäputket, joten nimi - “kuori ja putki”
Kaksi suuttinta on hitsattu runkoon. Yksi heistä vastaa työympäristön hankkimisesta ja toinen päätelmistä. Erityiset laipat hitsataan kotelon päihin.
Lisäksi tällaisen lämmittimen rakenne sisältää putkilevyt, joiden väliin putket hitsataan, varustettuna etäristikoilla. Tämä malli muodostaa rekuperaattorin putkijärjestelmän ja mahdollistaa lämmittimen monipäästön.
Rekuperaattorin pohjaan on asetettu kaksi suutinta, jotka, samoin kuin kotelon suuttimet, suorittavat tulo- ja poistotoiminnot. Rekuperaattorin pohjassa on laipat. Rekuperaattorilaipat ovat kotelon liitoslaippoja. Tällaisen laitteen putkijärjestelmä työnnetään koteloon. Ritilät kiinnitetään erityisillä tiiviste-elementeillä ja ruuveilla rekuperaattorin laippojen ja kotelon väliin. Tämä mahdollistaa tarvittaessa kuoren ja putken minkä tahansa elementin saumattoman korjaamisen.
Tämän tyyppisten lämmittimien toimintaperiaate on seuraava: kuuma ja kylmä väliaine kiertää kahden eri kanavan kautta. Lämmönsiirtoprosessi suoritetaan näiden kanavien seinämien välillä.
Kuoren ja putken lämmönvaihtimet
Kuoren ja putken lämmitin on rakenteellisesta näkökulmasta melko monimutkainen, ja sillä on useita muunnelmia, joihin kannattaa kiinnittää huomiota. Suunnitteluominaisuuksien vuoksi (rekuperaattorin läsnäolo) kuoren ja putken laitteet luokitellaan regeneratiiviseksi tyypiksi.
Kuoriputkiset lämmönvaihtimet ovat regeneratiivisen tyyppisiä vastaavia laitteita.
Lisäksi kuorilämmittimet jaetaan työvälineiden liikesuunnasta riippuen seuraaviin tyyppeihin:
- suora-virtaus;
- Crossflow;
- vastavirtaan.
Kuori-putkimalli sai nimensä johtuen siitä, että putket, joiden läpi jäähdytysneste kiertää, on sijoitettu kotelon sisään. Työväliaineen nopeus on riippuvainen kotelossa olevien putkien lukumäärästä. Puolestaan, mitä suurempi nopeus, sitä suurempi on laitteen lämmönsiirtonopeus.
Harkitse perusmateriaaleja, joista nämä lämmittimet on valmistettu:
- seosterästä;
- ruostumaton teräs;
- erittäin luja teräs.
Tällaisten laitteiden putket voidaan valmistaa seuraavista materiaaleista:
- teräs;
- kupari;
- messinki;
- titaani.
Tällaisten materiaalien käyttö johtuu siitä, että lämmönvaihtimia käytetään yleensä vaikeissa olosuhteissa ja ne ovat kosketuksissa aggressiivisten aineiden kanssa, jotka voivat aiheuttaa korroosiota.
Lämmönvaihtimet on valmistettu materiaaleista, joilla on korkea korroosionkestävyys, kuten titaania tai ruostumatonta terästä.
Tärkeä! Perinteinen teräs ei sovellu kuori-putki-lämmönvaihtimeen, koska sillä on alhainen korroosionkestävyys.
Kuoren ja putken mallit on myös jaettu tyyppeihin. Nykyään näitä laitteita on 4 tyyppiä:
- lämmitin, joka on varustettu lämpötilan tapauksen kompensoijalla;
- lämmitin staattisilla (kiinteillä) putkilla;
- laite, jossa on U- ja W-muotoiset putket;
- kelluva päälaite.
Kuoren ja putken lämmittimet voivat sijaita tilassa vaakasuoraan, pystysuoraan tai tiettyyn kulmaan.
Lämmönsiirtokerroin nousee
Teollisuus ei ole paikallaan - päivittää jatkuvasti lämmönvaihtimia. Tekniset ominaisuudet paranevat käyttämällä seuraavia menetelmiä:
- pyörteisten virtausten luominen;
- kierrelisäkkeiden toteutus, jonka seurauksena muodostuu pitkittäinen ja poikittainen virtaus putkien ympärille;
- profiilien ja kierrettyjen putkien tuotanto;
- nesteitä ja kaasuja sisältävien seosten käyttö;
- lämmönsiirrosta vastaavien pintojen tärinän luominen;
- työympäristön sykkivä virtaus.
Yllä olevat menetelmät voivat lisätä lämmönsiirtokerrointa. On myös yleistä käyttää useita menetelmiä kerralla. Tällainen yhdistelmä voi parantaa kuoren ja putken lämmittimen toimintaominaisuuksia merkittävästi kertoimella 2–3. On myös syytä huomata, että jotkut menetelmät eivät vain lisää lämmönsiirtonopeutta, vaan ne voivat myös suorittaa muita hyödyllisiä toimintoja. Esimerkiksi pyörteet virtaukset estävät suolakerrostumien muodostumisen putkien sisäseiniin, mikä eliminoi putkien ontelin kaventumisen.
Lämmönvaihtimen rakenteen jatkuva parantaminen mahdollistaa lämmönsiirron lisäämisen ja käyttöominaisuuksien parantamisen
Lämmönvaihtimen valintavinkit
Kuoren ja putken lämmittimen laskentaohjelma tarvitsee selkeän perustiedot. Hyvä rekuperatiivinen laite vaatii hyvin määritellyn piirin. Vaipan ja putken lämmönvaihtimen valinnassa on otettava huomioon useita seikkoja. Nämä säännökset ovat erittäin tärkeitä laskelmissa.
Ensinnäkin on syytä huomata, että nestemäisille ja kaasumaisille jäähdytysnesteille on tietty kierrätysnopeus putkien läpi. Kuten edellä mainittiin, mitä suurempi nopeus, sitä parempi lämmönsiirto. Nestemäisille väliaineille nopeus vaihtelee 0,6 - 6 m / s. Kaasumaisten aineiden nopeus voi olla 3 - 30 m / s. Kulutetun energian määrä riippuu kuitenkin myös nopeudesta, siksi joissain tapauksissa jäähdytysnesteen nopeus aliarvioidaan sähkönkulutuksen vähentämiseksi.
Putkia valittaessa on kiinnitettävä huomiota materiaaliin, josta ne on valmistettu, sekä niiden halkaisijaan. Putkien materiaali valitaan riippuen työväliaineesta, joka kiertää niiden läpi. On muistettava - mitä aggressiivisempi ympäristö, sitä luotettavamman putkimateriaalin tulisi olla.
Tärkeä! Jos järjestelmä puhdistetaan hapolla, on suositeltavaa valita ruostumattomasta teräksestä valmistetut letkut. Ruostumattomalle teräkselle on ominaista korkeat korroosionesto-ominaisuudet, sillä on erinomainen kestävyys aggressiivisille reagensseille ja lisäksi sillä on alhainen lämmönjohtavuuskerroin.
Kuoriputkiset lämmönvaihtimet ovat melko tilaa vieviä laitteita, joten niitä valittaessa kannattaa harkita niiden kokoa, jotta tulevaisuudessa niiden kuljetukseen ja asennukseen ei tulisi vaikeuksia.
Ylimitoitettujen laitteiden paino on merkittävä, mikä lisää kuljetuskustannuksia
On myös otettava huomioon se tosiseikka, että asennustöiden jälkeen rekuperaattorin edessä on oltava riittävästi tilaa laitteen tarvittaessa korjaamiseksi. Tilan pitäisi olla riittävä, jotta putkijärjestelmä voidaan poistaa kotelosta. Kuoren ja putken lämmönvaihtimen on oltava suunniteltu siten, että siinä otetaan huomioon vapaa pääsy pääelementtien lisäksi myös muihin varaosiin. Tämä pätee erityisesti ohjauslaitteisiin.
Putkien ja kuorien lämmönvaihtimen käyttövinkit
Tämän tyyppiset lämmönvaihtimet ovat kuitenkin varsin vaatimattomia laitteita, ja ennemmin tai myöhemmin ne tarvitsevat ennalta ehkäisevää puhdistusta tai korjausta.
Lämmönvaihtimen korjaamisella on joitain seurauksia - useimmiten tämä on lämmönsiirtokerroksen pieneneminen. Kuoren ja putken lämmittimen haavoittuvin osa on putki. Yleensä ne aiheuttavat erittelyn. Asiantuntijat suosittelevat ostamaan ne marginaalilla tietäen tämän lämmönvaihtimien ominaisuudesta. Lisäksi ongelmia syntyy usein, kun näitä laitteita säädellään lauhteella. Mahdolliset muutokset aiheuttavat poikkeamia lämmönsiirtoalueella. Lämmönsiirtopinta-alan muutokset ovat yleensä epälineaarisia.
Tällaisen laitteen tekeminen omin käsin on melko vaikeaa, ja joissakin tapauksissa mahdotonta. Kuori-putki-lämmönvaihdin on erittäin monimutkainen laite, jonka valmistaminen vaatii tiukkaa noudattamista teknologiseen prosessiin, joka sisältää useita vaiheita.
