設(shè)計換熱器需要注意的二三事

當(dāng)您尋求回收熱量，轉(zhuǎn)移熱量以加速冷卻，或者簡單地將能量從一處傳遞到另一處時，換熱器就是這方面的設(shè)備。因?yàn)閾Q熱器的目的有如此多的變化，所以相應(yīng)的設(shè)計也要變化，考慮滅菌、巴氏殺菌、蒸餾、結(jié)晶或僅僅是加熱和冷卻的過程，一些流程需要腐蝕性化學(xué)品，一些用壁和換熱器表面分離流體，少部分的允許流體相互接觸。
除了其目的，換熱器的占地面積在其風(fēng)格和設(shè)計中起著重要作用。當(dāng)有很少的空間來操作時，選擇大型管殼式換熱器是不明智的。相反，標(biāo)準(zhǔn)板設(shè)計可能不是化學(xué)或煉油廠的，當(dāng)流程高度專業(yè)化時，標(biāo)準(zhǔn)換熱器可能不是的，在這種情況下，定制的換熱器則是的解決方案。
在設(shè)計定制換熱器時，應(yīng)考慮幾個細(xì)節(jié)，以使最終產(chǎn)品滿足流程需求，但也具有機(jī)械功能。
例如，采用管殼式換熱器。你會選擇U形管，固定管板還是浮頭？固定管板的簡單設(shè)計可以降低成本，并且這種結(jié)構(gòu)清潔快速高效，節(jié)省了維護(hù)費(fèi)用。然而由于它的固定性質(zhì)，它不便移動，這就意味著機(jī)械清潔不能用于管的外表面，這就限制這種類型的換熱器中使用的流體為不會污染管或可以用化學(xué)品清潔的流體。
U形管換熱器成本更高，并占據(jù)很多的空間，但是管外部可以機(jī)械清潔。需要權(quán)衡的是，管的內(nèi)部需要用化學(xué)品清潔。由于它們可以比固定管板膨脹和收縮更多，因此它們能夠在更寬的溫度范圍內(nèi)使用。
兩全其美的方式是你需要購買一個浮頭換熱器。由于管道膨脹不受限制，浮頭設(shè)計是非常通用的。由于管束可以從殼體移除，因此可以對管的內(nèi)部和外部進(jìn)行機(jī)械清潔。
除了總體設(shè)計，還有幾何規(guī)格要考慮。你想要一個簡單的圓柱管，或者是旋轉(zhuǎn)的正方形排列或旋轉(zhuǎn)的三角形排列？每個設(shè)計都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，例如，您可以使用三角形排列能夠?qū)崿F(xiàn)更高的熱傳遞系數(shù)，然而，三角形排列限制了對殼側(cè)的機(jī)械清潔。
您選擇的流體也會使您選擇的換熱器產(chǎn)生重大差異，因?yàn)樗鼤绊懫淠芰蛯?shí)用性。例如，不是每種流體都被設(shè)計用于高壓和高溫，此外，較高的壓力通常與較小直徑的管相關(guān)，但不是每種流體都將與該設(shè)計良好匹配，其中一個主要問題是涉及腐蝕性和粘度。當(dāng)需要使用腐蝕性流體時，用于換熱器元件的材料需要是抗腐蝕的。這就需要更昂貴的材料，因此您希望換熱器設(shè)計通過更小的管輸送腐蝕性流體。
對于具有壓力和結(jié)垢額定值的流體，也要這樣考慮，較高的壓力需要較大的壁厚，因此較小的管需要較少的費(fèi)用，并且可能導(dǎo)致結(jié)垢的流體應(yīng)該通過需要較少清潔的管。換句話說，只要在設(shè)計階段稍微注意一點(diǎn)，就可以減少結(jié)垢，壓力消耗和在耐腐蝕性上的花費(fèi)。
有湍流流過時，換熱器就更有效，因此具有低至中等流速的粘性流體可能需要更多次通過，以保持流體殼側(cè)達(dá)到相同的結(jié)果。雖然多次通過似乎沒有效率，但實(shí)際上可以省錢。
類似地，管側(cè)上的低流率與殼側(cè)上的低流率不同。增加殼側(cè)上的直徑可以增加流速，但是并不是，因?yàn)樗绊懥鲃幽Ｊ?。在管?cè)上，更多的通道可能是有益的，但也可能對壓力產(chǎn)生負(fù)面影響。
這些只是殼管式樣式的幾個注意事項(xiàng)。對于板式熱交換器、絕熱輪設(shè)計、再生式換熱器、板翅設(shè)計等也需要考慮類似的事項(xiàng)。
因?yàn)樵谠O(shè)計定制換熱器以滿足您的加熱或冷卻應(yīng)用的需要時要考慮很多不同的因素，所以設(shè)計和制造必須由本領(lǐng)域的專家完成。為了以滿足您的操作需求并且低成本可能發(fā)揮其熱性能，重要的是與專家合作。