หลักการทำงานของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ ข้อดีและข้อเสีย เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ประเภท การออกแบบ การจำแนกประเภทของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน

การบรรยายครั้งที่ 4

ตัวเลือกที่ 2

วิธีการถ่ายเทความร้อนทางอุตสาหกรรม

การถ่ายเทความร้อนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายใน เทคโนโลยีเคมีสำหรับการจัดกระบวนการแยกสาร การถ่ายเทมวลให้เข้มข้น และ กระบวนการทางเคมีตลอดจนการนำความร้อนกลับคืนมา แหล่งที่มาโดยตรง ความร้อนสามารถให้บริการได้ ก๊าซไอเสีย อันเป็นผลมาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงอีกด้วย พลังงานไฟฟ้า . สื่อที่ใช้ในการถ่ายเทความร้อนจากแหล่งเหล่านี้ไปยังสารทำความเย็นเรียกว่า สารหล่อเย็นระดับกลาง .

ก๊าซไอเสียเกิดจากการเผาเชื้อเพลิงที่เป็นของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซในเตาไฟของเตาเผา ในกรณีนี้ความร้อนจะถูกถ่ายโอนไปยังสารหล่อเย็นระดับกลางตามกฎผ่านผนังท่อที่สร้างไว้ในเตาเผาเนื่องจากการแผ่รังสี การนำความร้อน และการพาความร้อน (การแลกเปลี่ยนความร้อนเชิงซ้อน) ส่วนสำคัญของความร้อนที่ถูกถ่ายโอนโดยการแผ่รังสีอธิบายได้จากอุณหภูมิสูงที่เกิดขึ้นในระหว่างการเผาไหม้ (~ 1,000 0 C) คุณสามารถควบคุมอุณหภูมิความร้อนด้วยก๊าซไอเสียได้โดยการหมุนเวียนบางส่วน ส่งก๊าซไอเสียกลับคืนสู่เตาเผา หรือเพิ่มอากาศเข้าไป

อินพุทความร้อนไฟฟ้าช่วยให้สามารถปรับได้ง่าย ระบอบการปกครองของอุณหภูมิ. มีวิธีการให้ความร้อนด้วยกระแสไฟฟ้าดังต่อไปนี้: ความต้านทานไฟฟ้า(ทางตรงหรือทางอ้อม) การเหนี่ยวนำ ความถี่สูงและอาร์ค

เมื่อไร ความต้านทานไฟฟ้าโดยตรง ความร้อนจะถูกปล่อยออกมาเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวกลางที่อยู่ในอุปกรณ์ ในกรณีนี้ อิเล็กโทรดตัวหนึ่งคือส่วนของร่างกายของอุปกรณ์ และอีกอิเล็กโทรดอยู่ในตัวกลางนั่นเอง แหล่งจ่ายความร้อนเนื่องจาก ความต้านทานไฟฟ้าของการกระทำทางอ้อม จะดำเนินการเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเป็นพิเศษ องค์ประกอบความร้อนซึ่งความร้อนถูกถ่ายโอนสู่สิ่งแวดล้อมโดยการแผ่รังสี การนำ และการพาความร้อน

ที่ การเหนี่ยวนำ แหล่งจ่ายความร้อนอุปกรณ์นี้เป็นแกนโซลินอยด์ซึ่งกระแสสลับถูกส่งผ่าน ไฟฟ้า. สนามแม่เหล็กสลับจะเหนี่ยวนำให้เกิดผนังของอุปกรณ์ กระแสเหนี่ยวนำทำให้เครื่องร้อนขึ้น

ความถี่สูงวิธีการจ่ายความร้อนใช้ได้กับไดอิเล็กทริก พวกมันถูกวางไว้ในตัวแปร สนามไฟฟ้าความถี่สูงภายใต้อิทธิพลของโมเลกุลที่ถูกโพลาไรซ์และหมุนด้วย ความถี่สูง. ความร้อนจึงถูกปล่อยออกมาจากการเสียดสีระหว่างโมเลกุล ข้อได้เปรียบหลัก วิธีนี้คือการให้ความร้อนที่สม่ำเสมอของวัสดุ เนื่องจากความร้อนถูกปล่อยออกมาตลอดปริมาตรทั้งหมด

อาร์คไฟฟ้าวิธีการจ่ายความร้อนเกิดขึ้นเนื่องจากเปลวไฟส่วนโค้งที่เกิดขึ้นระหว่างอิเล็กโทรด นอกจากนี้อิเล็กโทรดตัวใดตัวหนึ่งก็สามารถเป็นสารหล่อเย็นได้ วิธีนี้ช่วยให้คุณประสบความสำเร็จ อุณหภูมิสูง(1,500-3,000 0 C) แต่ควบคุมได้ยาก

สารหล่อเย็นประเภทหลัก

ความสะดวกในการเลือกน้ำยาหล่อเย็นนั้นพิจารณาจากหลายปัจจัย เช่น อุณหภูมิ เศรษฐกิจ สิ่งแวดล้อม ฯลฯ สารหล่อเย็นอุตสาหกรรมต้องเป็นไปตามข้อกำหนดพื้นฐานหลายประการ: จัดให้มีค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนสูง ดังนั้นดังต่อไปนี้จาก (6.47), (6.81), (6.93), (6.113), (6.116), (6.132), (6.147) , (6.151) มีค่าการนำความร้อนความหนาแน่นและค่าสูง ความจุความร้อนจำเพาะเช่นเดียวกับค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดจลนศาสตร์ที่ต่ำ ให้โอกาสในการทำการไหลของน้ำหล่อเย็นต่ำ กล่าวคือ จากสมการดังต่อไปนี้ สมดุลความร้อน(1) – (6) มีค่าความหนาแน่น ความจุความร้อนจำเพาะ และ ความร้อนจำเพาะการกลายเป็นไอ (การควบแน่น) นอกจากนี้ เป็นที่พึงประสงค์ว่าสารหล่อเย็นไม่เป็นพิษ ป้องกันการระเบิด ไม่ติดไฟ ราคาถูกและเข้าถึงได้ และไม่ทำปฏิกิริยากับวัสดุแลกเปลี่ยนความร้อน จากที่กล่าวมาข้างต้น เราจะพิจารณาข้อดีและข้อเสียของสารหล่อเย็นทางอุตสาหกรรมหลัก

สารทำความร้อน

ไอน้ำอิ่มตัวเป็นตัวให้ความร้อนที่พบมากที่สุดเนื่องจากเป็นไปตามข้อกำหนดข้างต้นเกือบทั้งหมด เมื่อไอน้ำควบแน่นจะมั่นใจได้ถึงค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนสูง ความร้อนจำเพาะที่สำคัญของการควบแน่นทำให้สามารถถ่ายโอนได้ จำนวนมากความร้อนด้วยอัตราการไหลของไอน้ำต่ำ เพราะว่าอุณหภูมิ ไอน้ำอิ่มตัวเชื่อมต่อกับแรงดันอย่างแน่นหนาทำให้สามารถควบคุมอุณหภูมิของสารหล่อเย็นนี้ได้อย่างง่ายดาย นอกจากนี้เมื่อคำนึงถึงว่าเมื่อไอน้ำอิ่มตัวควบแน่นที่ความดันคงที่อุณหภูมิของมันจะไม่เปลี่ยนแปลงสามารถสังเกตข้อดีอีกอย่างหนึ่งได้ - อุณหภูมิคงที่ของสารหล่อเย็นตามพื้นผิวการแลกเปลี่ยนความร้อนทั้งหมด ข้อดีต่างๆ เช่น การไม่เป็นพิษ ความปลอดภัยจากการระเบิดและอัคคีภัย ต้นทุนต่ำ และความพร้อมจำหน่ายก็เห็นได้ชัดเช่นกัน สามารถจ่ายความร้อนได้โดยใช้อย่างใดอย่างหนึ่ง "หูหนวก" (ทะลุกำแพง) และ "เผ็ด" (สัมผัสโดยตรงกับสารทำความเย็น) ไอน้ำ วิธีหลังใช้ไม่บ่อยนัก เฉพาะในกรณีที่อนุญาตให้ผสมคอนเดนเสทกับสารทำความเย็นได้ เมื่อใช้ไอน้ำ "คนหูหนวก" จำเป็นต้องใช้ อุปกรณ์เพิ่มเติม – กับดักไอน้ำ . ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้แน่ใจว่ามีเพียงคอนเดนเสทเท่านั้นที่ถูกกำจัดออกไป เพื่อป้องกันไอน้ำที่ไม่มีการควบแน่นหลุดออกไป หลักการทำงานของกับดักคอนเดนเสทส่วนใหญ่คือการเปิดวาล์วที่เชื่อมต่อกับลูกลอยเฉพาะเมื่อมีการเติมคอนเดนเสทถึงระดับหนึ่งเท่านั้น ในกรณีนี้ ชั้นคอนเดนเสทจะป้องกันไม่ให้ไอน้ำเล็ดลอดออกมา

ข้อเสียที่สำคัญของไอน้ำคือความดันเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นซึ่งจำกัดขอบเขตการใช้งานไว้ที่ 180-190 0 C (10-12 atm) เนื่องจากอุณหภูมิที่สูงขึ้นและด้วยเหตุนี้แรงดันจึงนำไปสู่อุปกรณ์ที่หนักและมีราคาแพงกว่า และการสื่อสาร

ดังนั้นการให้ความร้อนกับอุณหภูมิที่สูงขึ้นจึงเรียกว่า สารหล่อเย็นที่อุณหภูมิสูง . ซึ่งรวมถึง: น้ำร้อนยวดยิ่ง สารหล่อเย็นอินทรีย์อุณหภูมิสูง (HOT) เกลือหลอมเหลว และโลหะเหลว

น้ำร้อนยวดยิ่งสามารถใช้งานได้ถึงค่าวิกฤตของพารามิเตอร์สถานะ ที cr=374 0 องศาเซลเซียส อาร์ ซีอาร์=225 เอทีเอ็ม อย่างไรก็ตามข้อเสียของสารหล่อเย็นนี้คือแรงดันสูงซึ่งทำให้ต้นทุนของอุปกรณ์ยุ่งยากและทำให้ต้นทุนเพิ่มขึ้นอย่างมาก

สารหล่อเย็นอินทรีย์อุณหภูมิสูง (HOT)อนุญาตให้ทำความร้อนได้ถึง 250-400 0 C ที่ความดันไม่เกิน 10 บรรยากาศ ทั้งสารเดี่ยว (กลีเซอรีน เอทิลีนไกลคอล แนฟทาลีน ไบฟีนิล ฯลฯ) และสารผสมถูกใช้เป็น BOT การใช้ในอุตสาหกรรมที่ยิ่งใหญ่ที่สุดทำได้โดยส่วนผสมไดฟีนิล (ไดฟีนิล 26.5% และไดฟีนิลอีเทอร์ 73.5%) ซึ่งมีเสถียรภาพทางความร้อนมากกว่าและมีจุดหลอมเหลวต่ำกว่า (12.3 0 C) มากกว่าส่วนประกอบที่เป็นส่วนประกอบ จุดเดือดของส่วนผสมไดฟีนิลอยู่ที่ ความดันบรรยากาศ 258 0 C สามารถใช้ได้ทั้งในสถานะของเหลวและไอ ข้อเสียของส่วนผสมไดฟีนิล เช่นเดียวกับบอทอื่นๆ ส่วนใหญ่คือความร้อนจำเพาะของการควบแน่นและความจุความร้อนจำเพาะต่ำกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับน้ำ

เกลือหลอมเหลวใช้สำหรับทำความร้อนที่อุณหภูมิสูงขึ้น (550 0 C) ตามกฎแล้วสารหล่อเย็นของกลุ่มนี้ถูกใช้ในรูปของเหลว ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมคือส่วนผสมไนไตรต์-ไนเตรต (40% NaNO 2, 7% NaNO 3, 53% KNO 3) ข้อเสียของสารหล่อเย็นนี้คือค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนต่ำกว่าของน้ำร้อนยวดยิ่งรวมถึงจุดหลอมเหลวสูง (142.3 0 C) ซึ่งต้องใช้ความร้อนด้วยไอน้ำของท่อเพื่อหลีกเลี่ยงการแข็งตัวของสารหล่อเย็น

โลหะเหลวใช้สำหรับให้ความร้อนสูงถึง 400-800 0 C ในอุตสาหกรรม มีการใช้ปรอท ลิเธียม โซเดียม โพแทสเซียม ตะกั่วและโลหะที่หลอมละลายต่ำอื่น ๆ และโลหะผสมของพวกมัน ข้อดีคือมีค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนและการถ่ายเทความร้อนสูง ส่วนข้อเสียคือความเป็นพิษและความก้าวร้าวทางเคมีของโลหะอัลคาไลน์

เพื่อให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงขึ้น สามารถใช้แหล่งความร้อนโดยตรงได้ และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ก๊าซไอเสีย (1000 -
1100 0 องศาเซลเซียส) ข้อเสียของพวกเขาคือค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนและการถ่ายเทความร้อนต่ำ ความจุความร้อนจำเพาะต่ำ ซึ่งนำไปสู่ความต้องการการใช้ก๊าซสูง เช่นเดียวกับการระบายความร้อนที่สำคัญ

สารทำความเย็น

น้ำนิยมใช้กันอย่างแพร่หลายเมื่อทำความเย็นที่อุณหภูมิ 15-30 0 C ข้อดีคือ ค่าสูงความจุความร้อนจำเพาะและความร้อนของการกลายเป็นไอ ค่าการนำความร้อนและการถ่ายเทความร้อน ความปลอดภัยจากการระเบิดและอัคคีภัย ความไม่เป็นพิษ ต้นทุนต่ำ และความพร้อมใช้ น้ำหล่อเย็นอาจอยู่ในสถานะของเหลวหรือระเหยได้ น้ำสามารถใช้ได้ทั้งจากอ่างเก็บน้ำเปิดตามธรรมชาติและน้ำบาดาล ข้อดีของอย่างหลังคือการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเล็กน้อย (8 - 15 0 C) ตลอดทั้งปี ในกรณีที่ขาดแคลนน้ำ จะใช้น้ำรีไซเคิลเพื่อระบายความร้อนในหอทำความเย็น

อากาศยังใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเป็นสารทำความเย็นเพื่อให้ได้อุณหภูมิเดียวกับน้ำหล่อเย็น ข้อได้เปรียบของมันคือมีความพร้อมใช้งานมากกว่า และข้อเสียคือความจุความร้อนจำเพาะที่ต่ำกว่า รวมถึงค่าการนำความร้อนและค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน อากาศถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการระบายความร้อนของน้ำหมุนเวียนในหอทำความเย็น ซึ่งเป็นหอคอยกลวงที่เต็มไปด้วยการอัดแน่น น้ำร้อนจะถูกพ่นจากด้านบน และอากาศจะเคลื่อนที่ตามกระแสทวนจากด้านล่าง หัวฉีดทำหน้าที่เพิ่มพื้นผิวสัมผัสเฟสระหว่างสารหล่อเย็นเหล่านี้

สารทำความเย็นอุณหภูมิต่ำใช้เพื่อให้ได้อุณหภูมิที่ต่ำกว่ารวมถึงน้อยกว่า 0 0 C ซึ่งรวมถึงน้ำเกลือทำความเย็น ( สารละลายที่เป็นน้ำเกลือ) แอมโมเนียเหลว และคาร์บอนไดออกไซด์ พวกเขาหมุนเวียนเข้ามา เครื่องทำความเย็นโดยที่ความร้อนจะถูกกำจัดออกในระหว่างการระเหยตามด้วยการควบแน่นระหว่างการบีบอัด

การจำแนกประเภทและการออกแบบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน

กระบวนการแลกเปลี่ยนความร้อน - การทำความร้อน, การทำความเย็น, การควบแน่นของไอระเหย, การระเหยของของเหลว - ดำเนินการในตัวแลกเปลี่ยนความร้อน (ตัวแลกเปลี่ยนความร้อน) เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน – อุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อถ่ายเทความร้อนจากสารหล่อเย็นหนึ่งไปยังอีกสารหล่อเย็น

ตามวิธีการสัมผัสสารหล่อเย็นสามารถแลกเปลี่ยนความร้อนได้ ผิวเผิน และ การผสม . ในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนที่พื้นผิว การถ่ายเทความร้อนจากสารหล่อเย็นหนึ่งไปยังอีกตัวหนึ่งจะเกิดขึ้นผ่านผนัง และในการผสมตัวแลกเปลี่ยนความร้อน จะเกิดขึ้นผ่านการสัมผัสโดยตรงของสารหล่อเย็น เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่พื้นผิวแบ่งออกเป็น พักฟื้น (การถ่ายเทความร้อนระหว่างสารหล่อเย็นเกิดขึ้นผ่านผนังเปล่าที่แยกสารหล่อเย็นออก) และ การปฏิรูป (การสลับการสัมผัสของสารหล่อเย็นกับผนังและตัวถังเดียวกัน)

ตามกฎแล้วการผสมตัวแลกเปลี่ยนความร้อนนั้นมีโครงสร้างง่ายกว่าตัวแลกเปลี่ยนความร้อนที่พื้นผิว แต่การผสมสารหล่อเย็นในเทคโนโลยีเคมีนั้นไม่ค่อยได้รับอนุญาต ที่พบมากที่สุดคือเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบพักฟื้นที่พื้นผิว

ตามวิธีการจัดกระบวนการตัวแลกเปลี่ยนความร้อนจะแบ่งออกเป็น เป็นระยะๆ และ อย่างต่อเนื่อง ตามวัตถุประสงค์ที่ตั้งใจไว้ - เปิด เครื่องทำความร้อน , ตู้เย็น , เครื่องระเหย และ ตัวเก็บประจุ

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนสามารถทำได้ตามตำแหน่งในอวกาศ แนวตั้ง หรือ แนวนอน . ขึ้นอยู่กับการออกแบบพื้นผิวแลกเปลี่ยนความร้อน พวกเขาสามารถแบ่งออกเป็นตัวแลกเปลี่ยนความร้อน จากท่อ และ จาก วัสดุแผ่น .

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนตามท่อประกอบด้วย: เปลือกและท่อ , ประเภท "ท่อในท่อ" , การชลประทาน , ม้วน , ครีบ .

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนทำจากวัสดุแผ่น: กับเสื้อเชิ้ต , ลาเมลลาร์ , เกลียว .

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและแบบท่อเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและแบบท่อเป็นหนึ่งในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่พื้นผิวที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนสามารถเป็นแนวตั้งหรือแนวนอนได้ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแนวตั้งใช้งานง่ายกว่าและใช้พื้นที่การผลิตน้อยกว่า ในรูป รูปที่ 1 แสดงเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อซึ่งประกอบด้วยตัวเรือนหรือปลอก 1 ซึ่งเชื่อมกับแผ่นท่อ 2 ในแผ่นท่อซึ่งเป็นดิสก์ที่มีรู (รูปที่ 3) จะมีมัดท่ออยู่ ถูกปิดผนึกอย่างแน่นหนา ฝาครอบ 3 ติดอยู่กับแผ่นท่อโดยใช้การเชื่อมต่อหน้าแปลน (บนปะเก็นและสลักเกลียว) ขา 6 เชื่อมเข้ากับตัวเครื่องซึ่งติดตั้งตัวแลกเปลี่ยนความร้อน

ในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ สารแลกเปลี่ยนความร้อนตัวหนึ่งจะเคลื่อนที่ภายในท่อ (ในพื้นที่ท่อ) และอีกตัวหนึ่งจะเคลื่อนที่ในช่องว่างระหว่างท่อระหว่างท่อและท่อ

หากสารหล่อเย็นไหลผ่านช่องว่างของท่อในทิศทางเดียวเท่านั้น ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนดังกล่าวเรียกว่าตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบทางเดียว (รูปที่ 1a) เมื่อมีการส่งสารหล่อเย็นติดต่อกันสองครั้งขึ้นไปผ่านช่องว่างของท่อ ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนจะถูกเรียกว่าหลายรอบผ่านช่องว่างของท่อ (รูปที่ 1b) แตกย่อยเป็น

ข้าว. 1. เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและแบบท่อ: a – แบบผ่านครั้งเดียว; b – สองทางตามช่องว่างของท่อ: 1 – ท่อ, 2 – แผ่นท่อ, 3 – ฝาครอบ, 4 – ฉากกั้นในฝาครอบ, 5 – ฉากกั้นตามขวางในพื้นที่วงแหวน,
6 – อุ้งเท้า;ฉัน และครั้งที่สอง – ทางเข้าและทางออกของน้ำหล่อเย็น

ทางเดินในพื้นที่ท่อทำได้โดยการติดตั้งพาร์ติชัน 4 ในฝาครอบตัวแลกเปลี่ยนความร้อน พาร์ติชันถูกวางไว้ในลักษณะที่แต่ละการเคลื่อนไหวมีจำนวนท่อเท่ากันโดยประมาณ

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อแบบผ่านครั้งเดียวมักจะใช้สำหรับน้ำหล่อเย็นที่มีอัตราการไหลของน้ำหล่อเย็นในท่อสูง หรือสำหรับการถ่ายเทความร้อนที่กำหนดโดยการถ่ายเทความร้อนในพื้นที่ระหว่างท่อ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อแบบผ่านครั้งเดียวสามารถใช้เป็นเครื่องระเหยได้

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อแบบหลายช่องผ่านพื้นที่ท่อ ถูกใช้เป็นเครื่องทำความร้อนและคอนเดนเซอร์ของเหลว ขอแนะนำให้ใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบหลายรอบเพื่อดำเนินกระบวนการแลกเปลี่ยนความร้อนภายใต้ภาระความร้อนสูง

ด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางปลอกและจำนวนท่อเท่ากันพื้นที่ ภาพตัดขวางมีพื้นที่ท่อน้อยกว่าสำหรับการผ่านของสารหล่อเย็นในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบหลายรอบเมื่อเปรียบเทียบกับการส่งผ่านครั้งเดียว พื้นที่หน้าตัดที่เล็กลงจะทำให้อัตราการไหลของน้ำหล่อเย็นสูงขึ้น และส่งผลให้ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนสูงขึ้นด้วย อย่างไรก็ตามการเพิ่มขึ้นของอัตราการไหลของสารหล่อเย็นและความยาวของเส้นทางการเคลื่อนที่จะมาพร้อมกับความต้านทานไฮดรอลิกที่เพิ่มขึ้น ดังนั้นจากมุมมองทางเศรษฐกิจจึงไม่ได้ผ่านพื้นที่ท่อมากกว่าหกตัวในตัวแลกเปลี่ยนความร้อน ข้อควรพิจารณาที่คล้ายกันนี้ใช้ในการติดตั้งพาร์ติชันในทิศทางตามยาว (ตามท่อ) ในพื้นที่ระหว่างท่อ
(รูปที่ 4b) การแบ่งพื้นที่ระหว่างท่อโดยการแบ่งพาร์ติชันทำให้น้ำหล่อเย็นเคลื่อนที่ตามลำดับ โดยเริ่มจากทิศทางเดียวไปตามท่อ จากนั้นไปในทิศทางตรงกันข้าม เป็นต้น จำนวนเส้นทางของสารหล่อเย็นตามท่อเรียกว่าจำนวนจังหวะของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนในพื้นที่ระหว่างท่อ ข้อเสียของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบหลายรอบคือเป็นไปไม่ได้ที่จะใช้ทวนกระแสซึ่งให้ประโยชน์สูงสุด แรงผลักดัน; มีการสังเกตกระแสผสมในตัวพวกเขา

ในการเพิ่มความเร็วและขยายเส้นทางการไหลของน้ำหล่อเย็นให้สามารถติดตั้งพาร์ติชันตามขวาง 5 ในพื้นที่ระหว่างท่อได้ซึ่งจะนำไปสู่การไหลข้ามของสารหล่อเย็นและไม่ใช่สัญญาณของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบหลายรอบ

เมื่อเลือกเส้นทางการเคลื่อนตัวของน้ำหล่อเย็นผ่านตัวแลกเปลี่ยนความร้อน จะต้องคำนึงถึงดังต่อไปนี้ ท่อ (เมื่อเปรียบเทียบกับพื้นที่ระหว่างท่อ) มักจะมีของเหลวที่มีฤทธิ์รุนแรงและปนเปื้อนมากกว่า หรืออยู่ภายใต้แรงกดดันที่มากกว่า โดยปกติแล้วไอน้ำจะถูกส่งผ่านช่องว่างระหว่างท่อ ในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบหลายรอบ ของเหลวหรือไอน้ำไม่สามารถส่งเข้าไปในช่องว่างของท่อได้หากเปลี่ยนสถานะการรวมตัว

โดยปกติแล้ว สื่อจะถูกสวนกระแสสวนทางกัน สารหล่อเย็นถูกนำเข้าไปในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนในลักษณะที่ทิศทางการเคลื่อนที่ของสารหล่อเย็นเกิดขึ้นพร้อมกับทิศทางการเคลื่อนที่เนื่องจากการพาความร้อนตามธรรมชาติซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของสารหล่อเย็นระหว่างการให้ความร้อนหรือความเย็น

ท่อได้รับการแก้ไขในแผ่นท่อ (รูปที่ 2) โดยการบาน (a, b) การเชื่อม (c) หรือการบัดกรี (d) ในบางครั้ง มีการใช้การเชื่อมต่อโดยใช้ซีลน้ำมัน (e)

ข้าว. 2. การยึดท่อในแผ่นท่อ:
ก – วูบวาบ; b – วูบวาบพร้อมร่อง; ค – การเชื่อม; ก. – การบัดกรี; d – อุปกรณ์บรรจุกล่อง

ท่อ (รูปที่ 3) วางอยู่บนจุดยอดของรูปหกเหลี่ยมปกติ (a) ตามแนววงกลมที่มีศูนย์กลางร่วมกัน (b) หรือตามจุดยอดของสี่เหลี่ยมปกติ (c) หากท่อได้รับการแก้ไขอย่างแน่นหนา (การเชื่อม, การบัดกรี, การบาน) ในแผ่นท่อและแผ่นเชื่อมต่ออย่างแน่นหนากับปลอกของอุปกรณ์ดังนั้นการออกแบบของอุปกรณ์นี้เรียกว่าการออกแบบที่มีการยึดแผ่นท่อแบบตายตัวหรือแบบแข็ง (รูปที่ 1)

ข้าว. 3. วิธีการวางท่อในแผ่นท่อ:
ก – ตามเส้นรอบวงของรูปหกเหลี่ยมปกติ b – ตามวงกลมที่มีศูนย์กลางร่วมกัน c – ตามแนวเส้นรอบวงของสี่เหลี่ยม (ตำแหน่งทางเดิน)

เมื่อมีความแตกต่างของอุณหภูมิอย่างมีนัยสำคัญระหว่างท่อและท่อ (เท่ากับประมาณหรือมากกว่า 50 0 C) หรือ ยาวสำหรับท่อ มีการใช้อุปกรณ์ที่ช่วยให้ท่อและท่อเคลื่อนที่สัมพันธ์กัน (รูปที่ 4) นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดความเครียดเนื่องจากการเชิงเส้นไม่เท่ากัน การขยายตัวทางความร้อน(การต่อขยาย) ของท่อและปลอกซึ่งอาจนำไปสู่การทำลายอุปกรณ์ด้วยแผ่นท่อคงที่สองแผ่น

สามารถใช้เป็นอุปกรณ์ชดเชยได้ ตัวชดเชยเลนส์ รูปที่ 1 (รูปที่ 4a) เชื่อมต่อสองส่วนของปลอกตัวแลกเปลี่ยนความร้อนและเปลี่ยนรูปอย่างยืดหยุ่นเมื่อเกิดความเครียด ใน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อยู (รูปที่ 4b) มีแผ่นท่อหนึ่งแผ่นซึ่งปลายทั้งสองของท่อรูปตัว U 2 ได้รับการแก้ไขอย่างแน่นหนา การออกแบบนี้ยังช่วยให้มั่นใจได้ถึงการเคลื่อนที่ของท่อบางส่วนสัมพันธ์กับท่อโดยไม่ทำให้เกิดความเครียด อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์ชดเชยเลนส์ไม่น่าเชื่อถือเพียงพอในการทำงาน และสามารถใช้งานได้เมื่อไม่น่าเชื่อถือ แรงกดดันสูงในพื้นที่ระหว่างท่อของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (ปกติจะสูงถึง 1.6 MPa) เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อรูปตัวยูนั้นผลิตได้ยาก นอกจากนี้ยังทำความสะอาดได้ยากอีกด้วย พื้นผิวด้านในท่อ การออกแบบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนด้วย หัวลอย ด้วยการชดเชยในรูปแบบของแผ่นท่อที่สามารถเคลื่อนย้ายได้ (รูปที่ 4c) ในอุปกรณ์ดังกล่าว แผ่นท่อแบบเคลื่อนย้ายได้ 3 เชื่อมต่อกับฝาครอบภายในเพิ่มเติมของระบบท่อ สิ่งนี้ช่วยให้คุณเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระ

ข้าว. 4. เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและแบบท่อใช้เมื่อมีความแตกต่างของอุณหภูมิมากระหว่างเปลือกและท่อ:
ก – พร้อมตัวชดเชยเลนส์ b – ด้วยท่อรูปตัวยู; c – มีหัวลอย 1 – ตัวชดเชยเลนส์; 2 – ท่อรูปตัวยู; 3 – แผ่นท่อแบบเคลื่อนย้ายได้; 4 – พาร์ติชันตามยาวในวงแหวน

มัดท่อโดยไม่คำนึงถึงปลอกของอุปกรณ์ แม้ว่าจะมีความแตกต่างเชิงเส้นของอุณหภูมิที่มีนัยสำคัญในการขยายตัวของท่อและปลอกก็ตาม ความเค้นที่เกิดจากความแตกต่างของอุณหภูมิสามารถเกิดขึ้นได้ในอุปกรณ์ที่มีการออกแบบนี้เฉพาะในกรณีที่อุณหภูมิของท่อมีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีหัวลอยเนื่องจากความซับซ้อนของการออกแบบมีราคาแพงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับอุปกรณ์ประเภทอื่น ๆ แต่ต้นทุนเหล่านี้พิสูจน์ได้จากความน่าเชื่อถือระหว่างการใช้งาน

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนชนิด "ท่อในท่อ"เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อในท่อประกอบด้วยส่วนที่เชื่อมต่อกันแบบอนุกรม แต่ละส่วนเป็นโครงสร้างของท่อสองท่อที่มีศูนย์กลางร่วมกัน สารหล่อเย็นตัวหนึ่งเคลื่อนที่ผ่านท่อด้านในและอีกตัวผ่านช่องว่างวงแหวนระหว่างท่อ (รูปที่ 5) ท่อภายใน, เรียกว่า การแลกเปลี่ยนความร้อน 1 มีเส้นผ่านศูนย์กลาง ดีเอ็นเชื่อมต่อกับส่วนอื่นด้วยม้วน 2 ท่อด้านนอกมีเส้นผ่านศูนย์กลาง ดีเอ็นเรียกว่า ปลอก 3. วงแหวนของส่วนต่อเชื่อมกับวงแหวนอื่นของส่วนถัดไปโดยใช้ท่อ

ข้าว. 5. เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนของ "ท่อในท่อ" ประเภท 1 – ท่อแลกเปลี่ยนความร้อน 2 – คาลาช; 3 – ท่อปลอก;ฉัน , ครั้งที่สอง – ทางเข้าและทางออกของน้ำหล่อเย็น

ด้วยการเลือกขนาดของท่อแลกเปลี่ยนความร้อนและท่อเปลือก แม้ว่าอัตราการไหลต่ำในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนประเภท "ท่อในท่อ" ก็เป็นไปได้ที่จะรับประกันอัตราการไหลของสารหล่อเย็นที่สูง ทำให้สามารถบรรลุค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนสูงของสารหล่อเย็นที่อัตราการไหลต่ำ ข้อเสียของอุปกรณ์ดังกล่าวคือความเทอะทะและการใช้โลหะสูงต่อหน่วยพื้นผิวแลกเปลี่ยนความร้อน ขอแนะนำให้ใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนประเภทนี้เมื่อต้องการพื้นผิวแลกเปลี่ยนความร้อนขนาดเล็ก (ไม่เกิน 20-30 ตร.ม.)

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนชลประทาน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบชลประทานมีโครงสร้างดังแสดงในรูปที่ 1 6. ท่อ 1 ซึ่งน้ำหล่อเย็นไหลผ่านถูกจัดเรียงในแนวนอนเป็นแถวคู่ขนาน: อันหนึ่งอยู่ด้านล่างอีกอัน ท่อแต่ละแถวเชื่อมต่อกันด้วยลูกกลิ้ง 2 กับท่อแถวถัดไป เหนือแถวของท่อจะมีร่องลึก 3 ที่มีขอบหยักสำหรับจ่ายน้ำ น้ำไหลลงมาจากรางน้ำและชำระล้างท่อตามลำดับ พวกเขาพยายามชลประทานจากรางน้ำให้เท่ากันตามความยาวของท่อ ใต้แถวท่อเก็บน้ำเสียมีถาด 4

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบชลประทานส่วนใหญ่จะใช้เป็นตู้เย็นและคอนเดนเซอร์ เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ การใช้น้ำหล่อเย็นในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนเพื่อการชลประทานจะต่ำกว่า การบริโภคที่ลดลงนั้นอธิบายได้จากการกำจัดความร้อนออกจากท่อเนื่องจากการระเหยของน้ำ เช่น การออกแบบที่เรียบง่ายตัวแลกเปลี่ยนความร้อนช่วยให้แน่ใจว่าพื้นผิวด้านนอกของท่อสามารถเข้าถึงเพื่อทำความสะอาดได้

ข้าว. 6. เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนชลประทาน: 1 – ส่วนของท่อตรง; 2 – ม้วน; 3 – รางกระจาย; 4 – พาเลท

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบชลประทานมีข้อเสียดังต่อไปนี้: ท่อเปียกไม่สม่ำเสมอทั้งความยาวและความสูง การกัดกร่อนของท่อมากขึ้นจากอากาศโดยรอบ มลพิษ สิ่งแวดล้อมหยดและไอของน้ำหล่อเย็น การสูญเสียน้ำที่ไม่สามารถทดแทนได้เนื่องจากการระเหย ค่าเล็กๆค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบคอยล์ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนประเภทนี้ (รูปที่ 7) มักทำจากท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 15 - 89 มม. ดัดงอเป็นรูปทรงกระบอกหรือเกลียวแบน 1. คอยล์ถูกติดตั้งโดยตรงภายในอุปกรณ์ 2 ซึ่งแช่อยู่ใน สารหล่อเย็น สารหล่อเย็นตัวหนึ่งเคลื่อนที่ภายในท่อคอยล์ และอีกตัวอยู่นอกคอยล์ในอุปกรณ์ อาจมีคอยล์หนึ่งหรือหลายคอยล์อยู่ภายในอุปกรณ์ เพื่อเพิ่มการถ่ายเทความร้อนจากผนังด้านนอกของขดลวดให้เข้มข้นขึ้นโดยการเพิ่มความเร็วของการเคลื่อนที่ของสารหล่อเย็น จึงได้ติดตั้งกระจกภายใน 3 ไว้ในอุปกรณ์ ซึ่งจะช่วยลดพื้นที่การไหลของสารหล่อเย็น II หรืออุปกรณ์ผสม เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบคอยล์ใต้น้ำ

ข้าว. 7 ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนคอยล์: 1 – คอยล์เกลียว; 2 – ตัวเครื่อง; 3 – กระจกด้านใน; 4 – การออกแบบสำหรับการติดคอยล์

เรียบง่ายในการออกแบบ ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนในนั้นค่อนข้างต่ำ

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบคอยล์มีพื้นผิวที่สามารถเข้าถึงได้สำหรับการซ่อมแซมและทำความสะอาด และสามารถใช้งานได้กับสารหล่อเย็นแรงดันสูงและสารหล่อเย็นที่มีฤทธิ์กัดกร่อนทางเคมี ต้นทุนของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนของการออกแบบนี้ต่ำ ใช้กับพื้นผิวแลกเปลี่ยนความร้อนที่ต้องการไม่เกิน 10-15 ม. 2

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบครีบ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบครีบ (รูปที่ 8) เป็นโครงสร้างที่ประกอบด้วยท่อ 1 ซึ่งซี่โครง 2 ตั้งอยู่ในทิศทางตามยาวหรือตามขวางพื้นผิวครีบมีขนาดใหญ่กว่าพื้นผิวของท่อมาก ซึ่งช่วยให้สามารถใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบครีบได้ในกรณีที่ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนของสารหล่อเย็นแตกต่างกันอย่างมาก ครีบถูกวางไว้ที่ด้านข้างของสารหล่อเย็นที่มีค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนต่ำที่สุด (ก๊าซ ของเหลวหนืด) ครีบจะเพิ่มภาระความร้อนของอุปกรณ์โดยการเพิ่มพื้นผิวการถ่ายเทความร้อนตลอดจนค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนโดยการหมุนการไหลของน้ำหล่อเย็น ในกรณีหลัง ครีบจะถูกตัดและโค้งงอไปด้านข้างหรือทำใน รูปทรงเกลียว ครีบจะต้องมีค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนสูงและสัมผัสกับท่อได้ดี (การหล่อ การเชื่อม การบัดกรี) กล่าวคือ มีความต้านทานความร้อนต่ำ

ข้าว. 8 องค์ประกอบของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบครีบ:
1- ท่อ; 2- ซี่โครง

แผ่นแลกเปลี่ยนความร้อน. ในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น (รูปที่ 9) พื้นผิวการแลกเปลี่ยนความร้อนจะเกิดขึ้นจากแผ่นประทับตราลูกฟูก แผ่นเชื่อมต่อกันโดยใช้ปะเก็นพิเศษที่ทำจากวัสดุทนความร้อน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นสามารถพับ กึ่งพับ และพับไม่ได้ โครงสร้างรอย. เป็นผลให้เกิดระบบช่องแคบกว้าง 3-6 มม. ซึ่งสารหล่อเย็นจะเคลื่อนที่โดยไม่ผสมกัน แต่ละแผ่นจะแยกสารหล่อเย็นหนึ่งออกจากอีกแผ่นหนึ่ง โดยทำหน้าที่เป็นพื้นผิวการถ่ายเทความร้อน เนื่องจากช่องที่มีหน้าตัดเล็กในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น อัตราการไหลของสารหล่อเย็นจึงสูง ซึ่งทำให้มั่นใจได้ถึงค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนสูงพร้อมความต้านทานไฮดรอลิกที่ค่อนข้างต่ำ

ข	วี

ข้าว. 9 แผ่นแลกเปลี่ยนความร้อน: a – แผนภาพการเดินสายไฟอุปกรณ์ไหลเดี่ยว: 1 - แผ่นคู่; 2 – จานคี่; 3,4 – ข้อต่อสำหรับทางเข้าและทางออกของสารหล่อเย็น I;
5.6 – ข้อต่อสำหรับทางเข้าและทางออกของสารหล่อเย็น II; 7 – แผ่นหัวคงที่; 8 – แผ่นศีรษะแบบเคลื่อนย้ายได้; 9 – อุปกรณ์สกรูขันให้แน่น; b – การจัดเรียงแผ่น: 1.4 – ปะเก็น; 2,3 – รูสำหรับสารหล่อเย็น I; 5,6 – รูสำหรับสารหล่อเย็น II; 7 – จานคู่; 8 – จานคี่; c – แผนภาพการเคลื่อนที่ของสารหล่อเย็นในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบไหลครั้งเดียว (ผ่านครั้งเดียว)

ข้อดีอีกประการหนึ่งของตัวแลกเปลี่ยนความร้อนคือทำความสะอาดง่ายเนื่องจากการออกแบบที่ยุบได้ อย่างไรก็ตาม เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเหล่านี้ไม่สามารถทำงานที่แรงดันน้ำหล่อเย็นสูงได้ นอกจากนี้ ความยากลำบากยังเกิดขึ้นกับการเลือกวัสดุสำหรับปะเก็นระหว่างแผ่นซึ่งต้องมีความยืดหยุ่นและทนต่อสารเคมีต่อผลกระทบของสารหล่อเย็น

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเกลียว. ในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเกลียว (รูปที่ 10) พื้นผิวการแลกเปลี่ยนความร้อนจะเกิดขึ้นจากแผ่นโลหะ 1 และ 2 สองแผ่นที่ม้วนเป็นเกลียว มีการติดตั้งฝาปิดบนปะเก็นที่ปลายเกลียว ที่กึ่งกลางของเกลียวและตามขอบมีการติดตั้งอุปกรณ์สำหรับจ่ายและระบายสารหล่อเย็น สารหล่อเย็นเคลื่อนที่ผ่านช่องเกลียวแคบสองช่องที่มีหน้าตัดเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า กว้าง 2-8 มม. ซึ่งแยกออกจากกัน ซึ่งโดยปกติจะเป็นกระแสทวน

ข้าว. 10. เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเกลียว: 1, 2 – แผ่นรีดเป็นเกลียว 3 – พาร์ติชัน; 4, 5 – ปก

ข้อได้เปรียบหลักของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเกลียวคือความกะทัดรัดและความเข้มการถ่ายเทความร้อนสูง เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเกลียวใช้สำหรับทำความร้อนและทำความเย็นของเหลว ก๊าซ และส่วนผสมของก๊าซไอ

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเกลียวมีขนาดกะทัดรัด ทำงานที่ความเร็วน้ำหล่อเย็นสูง และมีความต้านทานไฮดรอลิกค่อนข้างต่ำ อย่างไรก็ตามเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนประเภทนี้ก็มีข้อเสียเช่นกัน สามารถใช้ที่แรงดันน้ำหล่อเย็นต่ำ (สูงถึง 1.0 MPa) และเป็นการผลิตที่ยาก

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนพร้อมแจ็คเก็ต. แจ็คเก็ตแลกเปลี่ยนความร้อนสามารถใช้เพื่อจ่ายและขจัดความร้อนในอุปกรณ์ได้
(รูปที่ 11)

ในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแจ็คเก็ต พื้นผิวของอุปกรณ์นั้นถูกใช้เป็นพื้นผิวแลกเปลี่ยนความร้อน แจ็คเก็ตติดอยู่กับตัวเครื่องโดยใช้ปะเก็นและสลักเกลียวหรือโดยการเชื่อม สารหล่อเย็นตัวหนึ่งเคลื่อนที่ภายในอุปกรณ์ และอีกตัวหนึ่งเคลื่อนที่ผ่านช่องว่างระหว่างแจ็คเก็ตกับผนังของอุปกรณ์ พื้นผิวแลกเปลี่ยนความร้อนด้วยการออกแบบนี้ถูกจำกัดด้วยพื้นที่ผิวของอุปกรณ์และโดยปกติจะไม่เกิน 10 ตร.ม. แจ็คเก็ตแลกเปลี่ยนความร้อนจะใช้ที่แรงดันน้ำหล่อเย็นไม่เกิน 0.6-1.0 MPa แจ็คเก็ตแลกเปลี่ยนความร้อนไม่เพียงแต่ทำจากโลหะแผ่นเท่านั้น แต่ยังทำจากท่อครึ่งท่อ ท่อ และเหล็กฉากที่เชื่อมกับผนังของอุปกรณ์อีกด้วย ข้อเสียของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเหล่านี้คือค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนจากผนังไปยังสารหล่อเย็นที่อยู่ในอุปกรณ์มีค่าต่ำเนื่องจากการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วต่ำ

ข้าว. เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนพร้อมแจ็คเก็ต:
ก – มีแจ็คเก็ตแบบเชื่อมผนังเรียบ b – มีแจ็คเก็ตแลกเปลี่ยนความร้อนแบบครึ่งท่อ

เพื่อเพิ่มการแลกเปลี่ยนความร้อนให้เข้มข้นขึ้น สามารถติดตั้งอุปกรณ์ผสมในอุปกรณ์ได้ ข้อดีของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแจ็คเก็ตคือการออกแบบที่เรียบง่ายและทำความสะอาดพื้นผิวภายในของอุปกรณ์ได้ง่าย

การผสมเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน การแลกเปลี่ยนความร้อนโดยการสัมผัสสารหล่อเย็นโดยตรงมีความเข้มข้นและประสิทธิภาพสูงสุด อย่างไรก็ตาม การผสมสารหล่อเย็นไม่สามารถทำได้ในเชิงเทคโนโลยีเสมอไป การผสมเป็นไปได้ในกรณีที่สารหล่อเย็นเป็นสารชนิดเดียวกัน หรือเมื่อส่วนผสมของสารหล่อเย็นถูกแยกออกเป็นสารหล่อเย็นเดิมอย่างง่ายดาย หรือเมื่อการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของสารหล่อเย็นอันเป็นผลมาจากการผสมกับสารหล่อเย็นอื่นนั้นมีความสมเหตุสมผลทางเทคโนโลยี หรือ สารหล่อเย็นในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบผสมอาจอยู่ในสถานะเฟสที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ สถานะเฟสของสารหล่อเย็นยังสามารถเปลี่ยนแปลงได้ในระหว่างกระบวนการแลกเปลี่ยนความร้อน การผสมของการไหลของน้ำหล่อเย็นอาจเป็นกระแสร่วมหรือกระแสสวนทาง สถานะเฟสของสารหล่อเย็นจะกำหนดการออกแบบอุปกรณ์ซึ่งช่วยให้กระบวนการแลกเปลี่ยนความร้อนดำเนินการได้อย่างเหมาะสมที่สุด

การออกแบบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบผสมต้องแน่ใจว่ามีค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนสูงและพื้นผิวสัมผัสของสารหล่อเย็นสูง ในการดำเนินการนี้ มีการติดตั้งอุปกรณ์ต่างๆ ในอุปกรณ์ซึ่งจะปั่นป่วนการไหลและแยกการไหลของสารหล่อเย็นของเหลวออกเป็นหยด ไอพ่น ฟิล์ม และสารหล่อเย็นที่เป็นก๊าซออกเป็นฟองเล็กๆ

ในการผสมการไหลของก๊าซของสารหล่อเย็นจะใช้อุปกรณ์คาปาซิทีฟที่ติดตั้งหัวฉีด การผสมของเหลวยังดำเนินการในอุปกรณ์ capacitive โดยใช้หัวฉีดหรือ การออกแบบต่างๆอุปกรณ์ผสม (เครื่องผสมเชิงกล, ปั๊ม) การผสมก๊าซ (ไอน้ำ) และการไหลของของเหลวสามารถทำได้ในอุปกรณ์ที่มีการออกแบบหลายแบบ: ในภาชนะที่ใช้เครื่องตีฟองอากาศหรือในคอลัมน์ที่มีชั้นวาง หัวฉีด จาน และอุปกรณ์ฉีดพ่นต่างๆ เพื่อเพิ่มการสัมผัสกันระหว่างเฟส เมื่อผสมการไหลของก๊าซหรือของเหลวเพื่อวัตถุประสงค์ในการแลกเปลี่ยนความร้อนกับเฟสที่เป็นเม็ดของแข็ง โดยปกติจะใช้อุปกรณ์ที่มีชั้นแขวนลอย (ฟลูอิไดซ์) ของเฟสของแข็ง

เพราะว่า ความหลากหลายที่ดีการออกแบบ ลองดูเพียงบางส่วนเท่านั้น เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบผสมมักใช้สำหรับการควบแน่นของไอ ในกรณีนี้ตัวเก็บประจุแบบผสมจะแบ่งออกเป็นแห้งและเปียก ในคอนเดนเซอร์ผสมแบบแห้ง คอนเดนเสทจะถูกกำจัดออกไปพร้อมกับสารหล่อเย็น ซึ่งโดยปกติจะเป็นไปตามแรงโน้มถ่วง และก๊าซที่ไม่สามารถควบแน่นจะถูกดูดออกแยกกันด้วยปั๊มสุญญากาศ ในคอนเดนเซอร์ผสมแบบเปียก ก๊าซ คอนเดนเสท และสารหล่อเย็นจะถูกสูบออกจากอุปกรณ์พร้อมกันด้วยปั๊ม

ลองพิจารณาตัวเก็บประจุแบบผสมโดยใช้ตัวอย่างอุปกรณ์ชั้นวางแบบแห้ง (รูปที่ 12) การออกแบบชั้นวางมีความหลากหลายมาก: สามารถแบ่งส่วน, รูปทรงวงแหวน, ทรงกรวย ฯลฯ ระบบจ่ายน้ำหล่อเย็นให้กับอุปกรณ์จากด้านบนและจ่ายไอน้ำจากด้านล่าง สารหล่อเย็นที่ไหลจากด้านบนไปตามชั้นวางที่มีรูพรุน จะถูกแบ่งออกเป็นไอพ่นจำนวนมากเมื่อสัมผัสกับการไหลของไอน้ำ เป็นผลให้ไอระเหยควบแน่นผสมกับการไหลของน้ำหล่อเย็นและไหลลงท่อความกดอากาศสูงประมาณ 10 เมตรเข้าสู่บ่อรับ นอกจากนี้ เนื่องจาก ความดันอุทกสถิตคอลัมน์ของเหลวในท่อบารอมิเตอร์สร้างความแตกต่างของความดันบนพื้นผิวของบ่อ (โดยปกติจะเป็นบรรยากาศ) และในตัวเรือนคอนเดนเซอร์ ซึ่งนำไปสู่การอพยพของท่อหลัง ท่อบารอมิเตอร์ที่วางอยู่ในชั้นของเหลวในบ่อจะสร้างซีลน้ำที่ป้องกันการดูดเข้าไปในอุปกรณ์ อากาศในชั้นบรรยากาศ. ก๊าซที่ไม่สามารถควบแน่นจำนวนหนึ่งที่เข้าสู่อุปกรณ์ด้วยของเหลวและไอน้ำจะถูกกำจัดออกจากส่วนบนของคอนเดนเซอร์โดยใช้ปั๊มสุญญากาศ อุปกรณ์ดังกล่าวดังที่แสดงด้านล่าง ใช้ในโรงงานระเหยหลายเอฟเฟกต์เพื่อควบแน่นไอระเหยและสร้างสุญญากาศ

ข้าว. 12. คอนเดนเซอร์บรรยากาศชั้นวางทวนกระแสแบบแห้ง: 1 – ตัวเรือน;
2 – ชั้นวางจำหน่าย; 3 – เหมาะสมสำหรับการจ่ายไอน้ำ 4 – เหมาะสมสำหรับการจ่ายน้ำหล่อเย็น; 5 – เหมาะสมสำหรับการระบายน้ำหล่อเย็นและคอนเดนเสท 6 – หลอดบารอมิเตอร์; 7 – เอาล่ะ; 8 – เหมาะสมสำหรับการกำจัดก๊าซที่ไม่ควบแน่น

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบผสมแบบแพ็คสามารถใช้ได้ทั้งสำหรับการควบแน่นไอระเหยและการทำความเย็นก๊าซด้วยของเหลวหรือของเหลวด้วยก๊าซ

ในคอลัมน์ที่บรรจุ (รูปที่ 13) ของเหลวจะถูกส่งผ่าน สวิตช์เกียร์ด้านบนของอุปกรณ์ 1. ของเหลวกระจายสม่ำเสมอทั่วส่วนตัดขวางของอุปกรณ์ตกลงบนหัวฉีด 2 และไหลลงมาในรูปของฟิล์มบาง ๆ สัมผัสกับเฟสก๊าซที่เพิ่มขึ้นด้านบน หัวฉีดทำหน้าที่เพิ่มพื้นผิวสัมผัสระหว่างเฟสของเหลวและก๊าซ หัวฉีดถูกเทเป็นกลุ่มหรือวางไว้ ในลำดับที่แน่นอนลงบนตะแกรงรองรับ 3. ใช้วงแหวน อานม้า เกลียวเหล็ก ตาข่าย ชิ้นส่วนของโค้ก ควอทซ์ ฯลฯ ใช้เป็นหัวฉีด จากด้านล่างของอุปกรณ์ ก๊าซจะถูกจ่ายทวนกระแสกับเฟสของเหลว

อุปกรณ์ที่บรรจุแล้วยังสามารถใช้เป็นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่สร้างใหม่บนพื้นผิวได้ ในกรณีนี้สารหล่อเย็นจะผ่านชั้นบรรจุสลับกัน เพื่อดำเนินกระบวนการอย่างต่อเนื่อง อุปกรณ์ทั้งสองจึงได้รับการติดตั้งแบบขนาน หนึ่งในนั้นสารทำความร้อนจะถ่ายเทความร้อนไปยังหัวฉีดและอีกอันในเวลาเดียวกันสารทำความเย็นก็จะพาความร้อนออกไป การไหลของน้ำหล่อเย็นจะสลับกันจากอุปกรณ์หนึ่งไปอีกเครื่องหนึ่ง

ในอุปกรณ์แบบคาปาซิทีฟ บับเบอร์ถูกใช้เพื่อผสมการไหลของก๊าซกับของเหลวอย่างมีประสิทธิภาพ (รูปที่ 14)

ข้าว. 14. เครื่องผสมกับเครื่องตีฟอง:
1 – บับเบิ้ลฉัน – แก๊ส;ครั้งที่สอง - ของเหลว

เครื่องตีฟอง 1 เป็นอุปกรณ์ที่อยู่ในรูปของท่อ งอเป็นวงกลม เกลียว หรืออย่างอื่น และวางไว้ที่ด้านล่างของอุปกรณ์ ผนังท่อมีรูเล็กๆ จำนวนมากเพื่อแยกการไหลออกเป็นไอพ่นหรือฟองอากาศ

การเลือกประเภทของตัวแลกเปลี่ยนความร้อนในการดำเนินกระบวนการแลกเปลี่ยนความร้อนจำเป็นต้องเลือกการออกแบบตัวแลกเปลี่ยนความร้อนที่จะรับประกันว่างานจะเสร็จสิ้นด้วย ต้นทุนขั้นต่ำ. ทางเลือกของการออกแบบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดันที่กระบวนการแลกเปลี่ยนความร้อนจะเกิดขึ้น สถานะของการรวมตัว คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีความก้าวร้าวของสารเคมีและการใช้สารหล่อเย็น โหลดความร้อนของอุปกรณ์ และความจำเป็นในการทำความสะอาด พื้นผิวแลกเปลี่ยนความร้อนจากการปนเปื้อนที่เป็นไปได้

ต้นทุนทางเศรษฐกิจมักจะใช้เป็นเกณฑ์ในการเลือกพารามิเตอร์การออกแบบและการออกแบบของอุปกรณ์ที่เหมาะสมที่สุด นอกจาก, การออกแบบที่เหมาะสมที่สุดสามารถเลือกอุปกรณ์ได้โดยกำหนดข้อจำกัดให้กับพารามิเตอร์หลายตัวตามหลักการ: พารามิเตอร์ไม่ควรเกินขีดจำกัดที่ระบุ ( ขนาดโดยรวม, มวล ฯลฯ)

ปัจจุบันในระบบจ่ายความร้อนทั้งหมด ประเทศที่พัฒนาแล้วส่วนใหญ่จะใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นเนื่องจากมีข้อได้เปรียบที่สำคัญหลายประการเมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ ( เครื่องทำน้ำร้อนไอน้ำ PP, เครื่องทำน้ำร้อน-น้ำร้อน GDP, PVV, PV).
ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นสูงกว่าค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนแบบเปลือกและท่ออย่างมีนัยสำคัญ (3-5 เท่า)
มวลของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นน้อยกว่ามวลของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ 3-10 เท่า ขึ้นอยู่กับกำลังของพวกมัน ท่อจ่ายไปยังเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเพลทสามารถเชื่อมต่อได้ที่ด้านเดียว ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น การตรวจสอบภายในทำได้ง่ายกว่า ข้อได้เปรียบเหนือแบบเปลือกและแบบท่อก็คือ พวกมันไวต่อการสั่นสะเทือนน้อยกว่า ข้อต่อแบบม้วนในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อสูญเสียความหนาแน่นแม้จะเกิดจากการสั่นสะเทือนเล็กน้อย ซึ่งสามารถนำไปสู่การไหลของน้ำหนึ่งไปยังอีกน้ำหนึ่งได้ ขึ้นอยู่กับแรงดันที่สูงขึ้น
กำลังเปลี่ยนแปลงโดยการเพิ่มหรือลดพื้นผิวการถ่ายเทความร้อน โดยเพียงแค่เปลี่ยนจำนวนแผ่นในบรรจุภัณฑ์ ในกรณีการใช้งาน การเปลี่ยนกำลังทำได้ยากกว่ามาก
ตัวบ่งชี้ที่สำคัญก็คือสำหรับ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นไม่จำเป็นต้องใช้ฉนวนกันความร้อนและไม่จำเป็นต้องซ่อมแซมตลอดระยะเวลาการทำงานที่ยาวนาน
ไม่จำเป็นต้องทำความสะอาดตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นบ่อยๆ การทำความสะอาดสามารถทำได้สองวิธี - ทางกลหรือทางเคมี การเลือกวิธีการทำความสะอาดขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของคราบสกปรก
ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนจะถูกทำความสะอาดด้วยกลไกของแคลเซียมที่สะสมอยู่ ในการดำเนินการนี้ คุณจะต้องถอดชิ้นส่วนอุปกรณ์และทำความสะอาด เช่น ด้วยแปรงหรือสิ่งที่คล้ายกัน เพราะไม่ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนขนาดใหญ่วิธีการทำความสะอาดนี้ใช้เวลาประมาณสี่ชั่วโมง และสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนขนาดใหญ่ด้วย จำนวนมากประมาณแปดจาน ก่อนที่จะแยกชิ้นส่วน จะมีการวัดระยะห่างระหว่างแผ่นเพลทและจัดทำแม่แบบตามขนาดนี้ หลังจากประกอบแล้ว คุณจะต้องนำระยะห่างระหว่างเพลตไปยังระยะเดิมเพื่อคืนแรงยึดของสตัด
การทำความสะอาดด้วยสารเคมีใช้กับสิ่งสะสมที่แข็งแกร่งทางกลซึ่งประกอบด้วยแมกนีเซียมและซิลิคอน เลือกประเภทของน้ำยาทำความสะอาดขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของคราบสกปรก การทำความสะอาดสารเคมีดำเนินการดังนี้ ด้วยความช่วยเหลือ อุปกรณ์พิเศษประกอบด้วยปั๊มและภาชนะสำหรับเจือจางสารละลาย สารทำความสะอาดจะไหลเวียนผ่านตัวแลกเปลี่ยนความร้อน สำหรับการทำความสะอาดดังกล่าวจำเป็นต้องติดตั้งท่อทางเข้าและทางออกด้วยอุปกรณ์หรือหน้าแปลนพิเศษพร้อมอุปกรณ์ เนื่องจากสารละลายเคมีมีความก้าวร้าว ท่อเหล็กคาร์บอนจึงต้องได้รับการปกป้องจากผลกระทบที่เป็นอันตราย เช่น โดยการถอดท่อออกจาก เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนก่อนทำความสะอาด

การออกแบบตัวแลกเปลี่ยนความร้อนช่วยให้มั่นใจได้ถึงการถ่ายเทความร้อนระหว่างตัวกลางทั้งสอง สำหรับกระบวนการแลกเปลี่ยนความร้อน จะใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นแบบเชื่อม ประสาน และแบบยุบได้ โปรไฟล์ แผ่นโลหะรวบรวมในบรรจุภัณฑ์พื้นที่แลกเปลี่ยนความร้อนที่ต้องการโดยการประกอบ (ผูก) ผ่าน ซีลยางหรือการเชื่อม (การบัดกรี) จะสร้างช่องทางที่ตัวกลางทำความร้อนและตัวกลางร้อนจะเคลื่อนที่โดยไม่ผสม โดยแลกเปลี่ยนความร้อนผ่านผนังของแผ่น
แผ่นมักทำจากสแตนเลส วัสดุนี้ทนทานต่อการกัดกร่อนและอุณหภูมิสูงได้ดี และยังขึ้นชื่อในด้านความทนทานและความแข็งแรงอีกด้วย

ข้อดีและข้อเสียของแผ่นแลกเปลี่ยนความร้อน

ข้อดี: ความกะทัดรัดสัมพัทธ์จึงไม่จำเป็นต้องติดตั้ง พื้นที่ขนาดใหญ่. ความยืดหยุ่นของการใช้งานอยู่ที่ความเป็นไปได้ในการใช้งานด้วย หลากหลายชนิดเฉลี่ย บำรุงรักษาและทำความสะอาดได้ง่าย - เนื่องจากแผ่นที่ประกอบเป็นตัวแลกเปลี่ยนความร้อนสามารถถอดออกได้ หากจำเป็น สามารถทำความสะอาด ถอดหรือเปลี่ยนได้ง่าย จริงอยู่ที่การถอดแยกชิ้นส่วนเป็นไปไม่ได้บนอุปกรณ์บัดกรีและรอยเชื่อมซึ่งเป็นผลมาจากการทำความสะอาดโดยการล้างเท่านั้น

ข้อเสียของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น:

ประการแรกจำเป็นต้องใช้ปะเก็นราคาแพงสำหรับเพลตเพื่อทดแทนเป็นระยะ ๆ ส่วนใหญ่แล้วพวกเขาจะนำเข้าเช่นเดียวกับเพลตเอง เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น และโดยเฉพาะอย่างยิ่งการออกแบบแบบประสานและแบบเชื่อม จำเป็นต้องใช้น้ำยาทำความสะอาด และก็อาจจะนำเข้าด้วยเช่นกัน ซึ่งหมายความว่าต้องคำนึงถึงต้นทุนการดำเนินงานที่ร้ายแรงในการบำรุงรักษาอุปกรณ์ให้อยู่ในสภาพดีด้วย

ประการที่สองมีโอกาสเกิดการรั่วไหลอย่างมีนัยสำคัญ รุนแรงขึ้นจากความจริงที่ว่าเมื่อประกอบแผ่นหลังการซ่อมแซมหรือทำความสะอาดจำเป็นต้องสังเกตแรงบิดที่แน่นของสลักเกลียวบนแท่งผูกโดยใช้ประแจแรงบิด โดยปกติแล้วสิ่งนี้จะไม่ทำใน เงื่อนไขการผลิตซึ่งทำให้ปะเก็นซีลเสียหายระหว่างการประกอบ

ที่สามเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นไม่ได้มีไว้สำหรับการทำงานในสภาวะที่มีอุณหภูมิและความดันสูง (สูงกว่า 200 o C และ 20 บาร์) ตัวอย่างเช่น นี่เป็นปัญหาการผลิตที่พบบ่อยมากเมื่อทำงานกับไอน้ำ เนื่องจากบ่อยครั้งมากที่วาล์วลดแรงดันที่จำเป็นไม่ได้ถูกนำมาใช้เพื่อลดแรงดันของไอน้ำที่จ่ายไปยังตัวแลกเปลี่ยนความร้อน ปะเก็นซีลของเพลตจะไหม้จากการสัมผัสกับอุณหภูมิสูงเกินไปเป็นเวลานาน

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและแบบท่อ: หลักการทำงาน ข้อดีและข้อเสีย

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเป็นหน่วยที่ทำหน้าที่แลกเปลี่ยนอุณหภูมิระหว่างสารหล่อเย็น (สารร้อน) และสารให้ความร้อน (สารเย็น) สารหล่อเย็นอาจเป็นก๊าซ ของเหลว หรือไอระเหย ทุกวันนี้ประเภททั่วไปและเป็นที่นิยมโดยเฉพาะคือตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อซึ่งมีหลักการทำงานที่ค่อนข้างชัดเจน: สารร้อนและเย็นจะถูกแยกออกจากกันในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนโดยไม่มีการผสม การแลกเปลี่ยนความร้อนเกิดขึ้นผ่านผนังของ ช่องทางที่พวกมันเคลื่อนที่ไป เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อได้ชื่อมาจากโครงสร้างที่สอดคล้องกัน - มีท่อบางจำนวนหนึ่งอยู่ภายในท่อ (ตัวเรือน) ความเร็วการเคลื่อนที่ของสารหล่อเย็นขึ้นอยู่กับจำนวนท่อและค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนขึ้นอยู่กับมัน

แม้ว่าหลักการทำงานของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อจะเรียบง่าย แต่การออกแบบกลับค่อนข้างซับซ้อนและมีหลายแบบ

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่ออยู่ในประเภทการพักฟื้นและแบ่งออกเป็นประเภทย่อยตามทิศทางการเคลื่อนที่ของสารหล่อเย็นและสามารถ:

• กระแสตรง;
• กระแสทวน;
• การไหลข้าม

หน่วยดังกล่าวส่วนใหญ่ทำจากเหล็กที่มีความแข็งแรงสูง เนื่องจากตัวแลกเปลี่ยนความร้อนมักจะทำงานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเป็นพิเศษซึ่งทำให้เกิดการกัดกร่อน เพื่อตอบสนองความต้องการในการใช้งานเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อในทุกด้าน จึงผลิตขึ้นในหลายเวอร์ชัน:

• มีท่อรูปตัวยู
• มีท่อคงที่
• มีหัวลอย
• พร้อมตัวชดเชยอุณหภูมิ

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนยังแบ่งตามวิธีการติดตั้ง: เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อแนวนอน แนวตั้ง และแบบเอียง หลักการทำงานของหน่วยดังกล่าวสามารถอธิบายได้ดังต่อไปนี้ ผ่านท่อจ่าย สารหล่อเย็น (สารร้อน) จะถูกส่งเข้าไปในช่องว่างระหว่างท่อผ่านท่อทองเหลืองบาง ๆ ( ระบบท่อ) การเคลื่อนที่ของสารเย็น (ได้รับความร้อน) ในระหว่างกระบวนการแลกเปลี่ยนความร้อน สารร้อนจะปล่อยความร้อนออกไปและถูกดึงออกจากท่อผ่านท่อระบาย เพื่อการทำความร้อนที่สม่ำเสมอและมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น สารเย็นสามารถเคลื่อนที่ผ่านระบบท่อได้สูงสุด 12 ครั้ง

เพิ่งมีการใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเชลล์และท่อ เป็นที่ต้องการอย่างมากในสาขาเคมี วิศวกรรม ก๊าซ การกลั่นน้ำมัน และ อุตสาหกรรมอาหารใช้เป็นคอนเดนเซอร์ เครื่องทำความร้อน เครื่องทำความเย็น และเครื่องระเหยประเภทต่างๆ ตัวเลือกนี้ไม่ได้สุ่มเลย - เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อมีข้อได้เปรียบที่สำคัญหลายประการ ข้อได้เปรียบหลักอาจมีความต้านทานสูงต่อค้อนน้ำและความสามารถในการทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีมลพิษสูง หน่วยที่คล้ายกันหลายหน่วยไม่มีลักษณะดังกล่าวส่วนใหญ่ทำงานไม่เสถียรในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ตัวอย่างเช่น เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นสามารถทำงานได้ในสภาพแวดล้อมที่สะอาดเท่านั้น ข้อดีที่สำคัญอีกประการหนึ่งก็คือ ระดับสูงประสิทธิภาพเทียบได้กับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นเท่านั้น

จากข้อดีที่ระบุไว้ข้างต้นของหน่วยดังกล่าว เราสามารถเพิ่มสิ่งต่อไปนี้:

• ความน่าเชื่อถือ;
• พื้นที่แลกเปลี่ยนความร้อนขนาดใหญ่
• ไม่ทำลายหรือเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของผลิตภัณฑ์
• บำรุงรักษาง่ายซึ่งไม่ต้องใช้ทักษะบุคลากรพิเศษ
• ต้นทุนพลังงานต่ำ
• การใช้งานอย่างปลอดภัยสำหรับบุคลากร

ดังนั้นจึงอาจเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อเป็นหนึ่งในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่น่าเชื่อถือ ทนทาน และมากที่สุด ประเภทที่มีประสิทธิภาพหน่วยวิศวกรรมความร้อน

แต่เราไม่ควรที่จะลืมสิ่งนั้นไปด้วย ข้อดีที่ชัดเจนอุปกรณ์ดังกล่าวก็มีข้อเสียเช่นกัน อันแรกก็พอแล้ว ขนาดใหญ่. บางครั้งขนาดใหญ่ทำให้เกิดการปฏิเสธที่จะใช้เครื่อง สิ่งนี้นำไปสู่ข้อเสียประการที่สอง - ปริมาณการใช้โลหะสูง ซึ่งส่งผลให้ ค่าใช้จ่ายที่สูงเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน นอกจากนี้ยังเป็นอุปกรณ์ที่ค่อนข้าง "ไม่แน่นอน" ไม่ช้าก็เร็วพวกเขาจะต้องมีการซ่อมแซม ส่วนที่อ่อนแอที่สุดคือระบบท่อซึ่งอยู่ในท่อบาง ๆ มักระบุสาเหตุของการพัง

ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่าแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะสร้างเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อที่บ้านซึ่งเป็นหลักการทำงานที่ "ช่างฝีมือ" บางคนพยายามสร้างขึ้นใหม่ตามความต้องการของพวกเขาเนื่องจาก อุปกรณ์ที่ซับซ้อนโดยกำหนดให้ต้องปฏิบัติตามบรรทัดฐาน ข้อกำหนด และขั้นตอนของกระบวนการทางเทคโนโลยีทั้งหมด

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ถ่ายเทความร้อนจากสารหล่อเย็น (สารร้อน) ไปยังสารเย็น (ได้รับความร้อน) ก๊าซ ไอ หรือของเหลวสามารถใช้เป็นสารหล่อเย็นได้ ปัจจุบัน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อเป็นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนทุกประเภทที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย หลักการทำงานของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อคือการให้สารหล่อเย็นร้อนและเย็นเคลื่อนที่ผ่านสองช่องทางที่แตกต่างกัน กระบวนการแลกเปลี่ยนความร้อนเกิดขึ้นระหว่างผนังของช่องเหล่านี้

หน่วยแลกเปลี่ยนความร้อน

ประเภทและประเภทของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเป็นอุปกรณ์ที่ค่อนข้างซับซ้อนและมีหลายรูปแบบ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและแบบท่อเป็นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบพักฟื้น เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ขึ้นอยู่กับทิศทางการเคลื่อนที่ของสารหล่อเย็น พวกเขาคือ:

• ไหลข้าม;
• กระแสทวน;
• ไหลตรง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อได้ชื่อนี้เนื่องจากท่อบางๆ ที่สารหล่อเย็นเคลื่อนที่อยู่ตรงกลางของเปลือกหลัก ความเร็วที่สารจะเคลื่อนที่ขึ้นอยู่กับจำนวนท่อที่อยู่ตรงกลางของท่อ ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนจะขึ้นอยู่กับความเร็วการเคลื่อนที่ของสาร

สำหรับการผลิตเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อจะใช้โลหะผสมและเหล็กที่มีความแข็งแรงสูง เหล็กประเภทนี้ถูกนำมาใช้เนื่องจากตามกฎแล้วอุปกรณ์เหล่านี้ทำงานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงอย่างยิ่งซึ่งอาจก่อให้เกิดการกัดกร่อนได้
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนยังแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ อุปกรณ์เหล่านี้ประเภทต่อไปนี้ผลิตขึ้น:

• พร้อมตัวชดเชยปลอกอุณหภูมิ
• มีท่อคงที่
• มีท่อรูปตัวยู
• มีหัวลอย.

ข้อดีของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและแบบท่อ

หน่วยเชลล์และท่อมีความต้องการสูงเมื่อเร็ว ๆ นี้ และผู้บริโภคส่วนใหญ่ชอบหน่วยประเภทนี้ ตัวเลือกนี้ไม่ได้ตั้งใจ - ยูนิตแบบเปลือกและท่อมีข้อดีหลายประการ

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน

ข้อได้เปรียบหลักและสำคัญที่สุดคือความต้านทานสูงของหน่วยประเภทนี้ต่อค้อนน้ำ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนส่วนใหญ่ที่ผลิตในปัจจุบันไม่มีคุณภาพนี้

ข้อดีประการที่สองคือยูนิตแบบเปลือกและแบบท่อไม่ต้องการสภาพแวดล้อมที่สะอาด อุปกรณ์ส่วนใหญ่ทำงานไม่เสถียรในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ตัวอย่างเช่น เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นไม่มีคุณสมบัตินี้และสามารถทำงานได้เฉพาะในสภาพแวดล้อมที่สะอาดเท่านั้น
ข้อได้เปรียบที่สำคัญประการที่สามของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อคือ ประสิทธิภาพสูง. ในด้านประสิทธิภาพก็สามารถเทียบเคียงได้ แผ่นแลกเปลี่ยนความร้อนซึ่งมีประสิทธิภาพมากที่สุดในด้านต่างๆ

ดังนั้น เราจึงสามารถพูดได้อย่างมั่นใจว่าเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อเป็นหนึ่งในหน่วยที่เชื่อถือได้ ทนทาน และมีประสิทธิภาพสูงที่สุด

ข้อเสียของยูนิตแบบเปลือกและท่อ

แม้จะมีข้อดีทั้งหมด แต่อุปกรณ์เหล่านี้ก็มีข้อเสียอยู่บ้างซึ่งก็คุ้มค่าที่จะกล่าวถึงเช่นกัน

ข้อเสียเปรียบประการแรกและสำคัญที่สุดคือขนาดใหญ่ ในบางกรณีจำเป็นต้องละทิ้งการใช้หน่วยดังกล่าวเนื่องจากขนาดที่ใหญ่

ข้อเสียประการที่สองคือการบริโภคโลหะสูงซึ่งเป็นเหตุผล ราคาสูงเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนโลหะ

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนรวมทั้งแบบเปลือกและท่อเป็นอุปกรณ์ที่ไม่แน่นอน ไม่ช้าก็เร็วพวกเขาต้องการการซ่อมแซมและสิ่งนี้นำมาซึ่งผลที่ตามมาบางประการ ส่วนที่ "อ่อนแอที่สุด" ของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนคือท่อ ส่วนใหญ่มักเป็นต้นตอของปัญหา เมื่อดำเนินงานซ่อมแซมต้องคำนึงว่าผลจากการแทรกแซงใด ๆ การถ่ายเทความร้อนอาจลดลง

เมื่อทราบถึงคุณลักษณะนี้ของตัวเครื่องแล้ว ผู้บริโภคที่มีประสบการณ์ส่วนใหญ่จึงนิยมซื้อเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบ "สำรอง"