چگونه می توان بین جریان موازی - جریان و پیشخوان را در یک پوسته PED و مبدل حرارتی لوله انتخاب کرد؟

سلام! من تأمین کننده هستممبدل حرارتی پوسته و لولهبشر یکی از سؤالات متداول که از مشتریان می گیرم این است که چگونه بین جریان موازی - جریان و پیشخوان در یک پوسته PED و مبدل حرارتی لوله انتخاب کنید. خوب ، بیایید به آن حفر کنیم و بفهمیم کدام یک بهترین مناسب برای نیازهای شما است.

جریان موازی و پیشخوان چیست؟

اول از همه ، بیایید به سرعت توضیح دهیم که این دو نوع جریان چیست. در یک مبدل حرارتی جریان موازی ، مایعات گرم و سرد در همان انتها وارد مبدل می شوند و در همان جهت جریان می یابند. آن را مانند دو اتومبیل که در کنار هم در همان جاده رانندگی می کنند ، تصویر کنید و در همان جهت حرکت کنید. از طرف دیگر ، در یک پیشخوان - مبدل حرارتی جریان ، مایعات گرم و سرد در انتهای مخالف وارد می شوند و در جهات مخالف جریان می یابند. این مانند دو اتومبیل در خیابان دو راه است که به سمت یکدیگر حرکت می کنند.

راندمان انتقال حرارت

یکی از مهمترین عواملی که باید هنگام انتخاب بین جریان موازی و پیشخوان در نظر بگیرید ، راندمان انتقال حرارت است. مبدل های حرارتی پیشخوان به طور کلی راندمان انتقال حرارت بالاتر در مقایسه با جریان موازی دارند.

در یک پیشخوان جریان ، اختلاف دما بین مایعات گرم و سرد در طول مبدل نسبتاً ثابت باقی می ماند. این بدان معنی است که گرما را می توان به طور مؤثرتری از کل طول لوله ها منتقل کرد. به عنوان مثال ، بیایید بگوییم که از یک استفاده می کنیدمبدل حرارتی پوسته و لوله برای گازبشر گاز ممکن است بسیار داغ شروع شود و هرچه از طریق مبدل حرکت می کند ، گرما را به مایعات سرد می دهد. از آنجا که مایع سرد در جهت مخالف جریان دارد ، می تواند به طور مداوم گرمای داده شده توسط گاز گرم را جذب کند و در نتیجه یک فرآیند انتقال حرارت کارآمدتر ایجاد شود.

در یک مبدل حرارتی جریان موازی ، اختلاف دما بین مایعات گرم و سرد با جریان از طریق مبدل کاهش می یابد. در ورودی ، اختلاف درجه حرارت زیادی وجود دارد که برای انتقال حرارت اولیه بسیار عالی است. اما با حرکت مایعات ، مایع گرم خنک می شود و مایع سرد گرم می شود و اختلاف دما کوچکتر می شود. این منجر به انتقال حرارت کمتر کارآمد می شود.

دمای خروجی

جنبه دیگری که باید در مورد آن فکر کنید دمای خروجی مایعات گرم و سرد است. در یک مبدل حرارتی جریان موازی ، دمای خروجی مایع سرد همیشه پایین تر از دمای خروجی مایعات گرم خواهد بود. این امر به این دلیل است که این دو مایعات در یک جهت جریان دارند و هنگامی که اختلاف دما بین آنها بسیار کوچک شود ، انتقال حرارت متوقف می شود.

در یک مبدل حرارتی جریان ، دمای خروجی مایع سرد از دمای خروجی مایع گرم بالاتر است. در صورت نیاز به گرم کردن مایع سرد به دمای بالا ، این یک مزیت قابل توجه است. به عنوان مثال ، اگر از مبدل حرارتی در یک فرآیند صنعتی استفاده می کنید که در آن نیاز به گرم کردن یک مایع به دمای بالا خاص دارید ، یک مبدل حرارتی پیشخوان ممکن است انتخاب بهتری باشد.

افت فشار

افت فشار نیز یک عامل مهم است. افت فشار به کاهش فشار سیال اشاره دارد زیرا از طریق مبدل حرارتی جریان می یابد. به طور کلی ، مبدلهای حرارتی جریان موازی تمایل به افت فشار کمتری در مقایسه با مبدل های حرارتی پیشخوان دارند.

دلیل این امر این است که در یک مبدل حرارتی جریان پیشخوان ، مایعات در جهات مخالف جریان می یابند که می تواند باعث ایجاد تلاطم و مقاومت بیشتری در برابر جریان شود. این منجر به افت فشار بالاتر می شود. اگر سیستم شما فشار محدودی در دسترس دارد یا اگر می خواهید مصرف انرژی را برای پمپاژ مایعات به حداقل برسانید ، ممکن است مبدل حرارتی جریان موازی مناسب تر باشد.

اندازه و هزینه

اندازه و هزینه مبدل حرارتی مربوط به راندمان انتقال حرارت است. از آنجا که مبدل های حرارتی جریان کارآمدتر هستند ، می توانند با اندازه کوچکتر در مقایسه با مبدلهای حرارتی جریان موازی ، به همان سرعت انتقال حرارت دست یابند. مبدل حرارتی کوچکتر به طور کلی به معنای استفاده کمتر از مواد است که می تواند منجر به صرفه جویی در هزینه شود. با این حال ، مبدلهای حرارتی پیشخوان اغلب در طراحی پیچیده تر هستند که می تواند هزینه تولید را افزایش دهد.

اگر فضای محدودی دارید و مایل به سرمایه گذاری کمی پیشرو هستید ، یک مبدل حرارتی جریان پیشخوان ممکن است ارزش آن را داشته باشد. اما اگر بودجه تنگ دارید و فضای بیشتری در دسترس دارید ، یک مبدل حرارتی جریان موازی می تواند گزینه اقتصادی تری باشد.

نمونه های کاربردی

بیایید به برخی از برنامه های واقعی جهانی نگاه کنیم تا ببینیم این عوامل چگونه بازی می کنند.

صنعت خودرو: در صنعت خودرو ،کولر روغن برای ماشینکاربرد متداول مبدلهای حرارتی است. در اینجا ، از مبدلهای حرارتی جریان موازی اغلب استفاده می شود. دلیل این امر این است که کاهش فشار باید کم نگه داشته شود تا اطمینان حاصل شود که روغن می تواند به راحتی از طریق سیستم جریان یابد. همچنین ، فضای موجود در محفظه موتور اتومبیل محدود است و یک مبدل حرارتی جریان موازی می تواند به گونه ای طراحی شود که در فضای موجود قرار بگیرد.

فرآیندهای صنعتی: در فرآیندهای صنعتی مانند تولید شیمیایی یا تولید برق ، مبدلهای حرارتی پیشخوان بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. این صنایع برای به حداکثر رساندن مصرف انرژی و دستیابی به دمای فرآیند مورد نظر نیاز به انتقال حرارت بالا دارند. امکان گرم کردن یا خنک کردن مایعات به دمای خاص بسیار مهم است و راندمان انتقال حرارت بالاتر از مبدل های حرارتی پیشخوان - جریان آنها را به انتخاب بهتری تبدیل می کند.

انتخاب

بنابراین ، چگونه بین جریان موازی و پیشخوان تصمیم می گیرید؟ ابتدا به نیازهای خاص خود فکر کنید. اگر به انتقال گرمای بالایی نیاز دارید و مایل به مقابله با افت فشار بالاتر و هزینه بالقوه بالاتر هستید ، یک مبدل حرارتی پیشخوان احتمالاً راهی برای پیشبرد است. از طرف دیگر ، اگر شما نیاز به کاهش فشار کم دارید ، بودجه محدودی دارید یا به انتقال حرارت بسیار بالایی نیاز ندارید ، یک مبدل حرارتی جریان موازی ممکن است مناسب تر باشد.

همچنین ایده خوبی است که با یک متخصص مبدل حرارتی مشورت کنید. من به عنوان یک تأمین کننده ، من به بسیاری از مشتریان کمک کردم تا این تصمیمات را بگیرند. من می توانم نیازهای خاص شما را مانند نوع مایعات مورد استفاده ، سرعت جریان مورد نیاز و دامنه دما تجزیه و تحلیل کنم و بهترین گزینه را برای شما توصیه کنم.

اگر علاقه مند به خرید یک پوسته پوسته و مبدل حرارتی لوله هستید ، خواه یک جریان موازی باشد یا پیشخوان ، یک جریان ، احساس راحتی کنید. ما می توانیم در مورد نیازهای پروژه شما بحث مفصلی داشته باشیم و راه حل کامل مبدل حرارتی را برای شما پیدا کنیم.

منابع

• Incropera ، FP ، & DeWitt ، DP (2002). اصول گرما و انتقال انبوه. ویلی
• شاه ، RK ، و Sekulic ، DP (2003). اصول طراحی مبدل حرارتی. ویلی