Hej! Ako dodávateľ výmenníkov parného tepla sa často pýtam na povrchovú plochu týchto šikovných zariadení. Takže som si myslel, že by som si to chvíľu rozobral spôsobom, ktorý je ľahko pochopiteľný.
Po prvé, povedzme si o tom, čo v skutočnosti robí výmenník tepla pary. Jednoducho povedané, je to zariadenie, ktoré prenáša teplo z jednej tekutiny (v tomto prípade pary) do inej tekutiny. Toto sa dá použiť na rôzne účely, ako je vykurovanie vody pre vykurovací systém budovy alebo predohrenie procesnej tekutiny v priemyselnom prostredí.
Povrchová plocha výmenníka parného tepla je kľúčovým faktorom. Prečo? Čím väčšia je plocha povrchu, tým väčší kontakt je medzi parou a druhou tekutinou. Tento zvýšený kontakt umožňuje efektívnejší prenos tepla. Pomyslite na to, ako by ste sa snažili zahriať ruky v chladnom dni. Ak len držíte ruky blízko malého plameňa, chvíľu sa bude trvať, kým sa zahreje. Ale ak roztiahnete ruky na väčšiu vykurovaciu plochu, ako horúci chladič, budete cítiť teplo oveľa rýchlejšie.
Ako teraz vypočítame plochu povrchu parného výmenníka tepla? Existuje niekoľko rôznych typov výmenníkov tepla a metóda výpočtu sa môže líšiť v závislosti od návrhu.
Výmenníky tepla a trubice
Jedným z najbežnejších typov je výmenník tepla škrupiny a trubice. V tomto dizajne je vo veľkej škrupine veľa skúmaviek. Para zvyčajne tečie cez skúmavky a druhá tekutina tečie okolo skúmaviek v škrupine.
Na výpočet povrchovej plochy skúmaviek používame vzorec pre povrchovú plochu valca. Vzorec pre bočnú povrchovú plochu jednej trubice je (a = \ pi dl), kde (d) je priemer trubice a (l) je dĺžka trubice.
Povedzme, že máme trubicu s priemerom 1 palec (prevod na nohy, (d = \ frac {1} {12}) ft) a dĺžka 10 stôp. Použitím vzorca (a = \ pi \ times \ frac {1} {12} \ Times10 \ približne 2,62) štvorcových stôp pre jednu trubicu.
Ak je, povedzme, 100 skúmaviek v tepelnom výmenníku, potom celková povrchová plocha skúmaviek (čo je hlavnou časťou plochy prenosu tepla) je (A_ {celkom} = 100 \ tims2.62 = 262) štvorcových stôp.
Musíme však tiež zvážiť konce skúmaviek a akékoľvek iné povrchy prenosu tepla v škrupine. Konce skúmaviek majú plochu danú (a_ {ends} = 2 \ krát n \ krát \ frac {\ pi d^{2}} {4}), kde (n) je počet skúmaviek. Pre náš príklad s (n = 100) a (d = \ frac {1} {12}) ft, (a_ {ends} = 2 \ tims100 \ krát \ frac {\ pi (\ frac {1} {12})^{2}}}} {4}} {približne 0,34) štvorcový stôp. Toto je relatívne malé množstvo v porovnaní s bočnou plochou povrchu skúmaviek, ale stále prispieva k celkovému povrchu prenosu tepla.
Výmenníky tepla
Ďalším typom je výmenník tepla taniera. Sú tvorené zo série tenkých dosiek naskladaných dohromady. Para a druhý prietok tekutín v alternatívnych kanáloch medzi doskami.
Na výpočet povrchovej plochy výmenníka tepla doštičky najprv zmerajme plochu jednej dosky. Ak má doska dĺžku (L_P) a šírku (W_P), plocha jednej strany doštičky je (A_P = L_P \ Times W_P).
Pretože prenos tepla sa vyskytuje na oboch stranách každej doštičky, efektívna plocha jednej dosky je (2 \ -krát L_P \ krát W_P). Potom, ak sú v tepelnom výmenníku (n) platne, celková plocha povrchu (a = n \ tims2 \ -krát l_p \ krát w_p).
Napríklad, ak má doska dĺžku 2 stôp a šírku 1 stopy a existuje 50 dosiek, potom celková plocha povrchu (A = 50 \ Times2 \ Times2 \ Times1 = 200) štvorcových stôp.
Faktory ovplyvňujúce požiadavky na plochu povrchu
Existuje niekoľko faktorov, ktoré určujú, koľko povrchovej plochy potrebuje výmenník tepla pary.
Teplotný rozdiel medzi parou a druhou tekutinou je veľký. Ak je teplotný rozdiel veľký, môžeme sa dostať preč s menšou plochou povrchu, pretože rýchlosť prenosu tepla je vyššia. Ale ak je teplotný rozdiel malý, potrebujeme väčšiu plochu povrchu, aby sme dosiahli rovnaké množstvo prenosu tepla.
Záleží aj na prietoku tekutín. Vyššie prietoky vo všeobecnosti vyžadujú väčšiu plochu povrchu, aby sa zabezpečilo, že prenos tepla dokáže udržať krok.
Typ použitých tekutín je ďalším faktorom. Niektoré tekutiny sú lepšie pri prenose tepla ako iné. Napríklad voda je veľké médium prenosu tepla, takže pri použití vody v porovnaní s tekutinou s nižšou tepelnou vodivosťou by sme mohli potrebovať menej povrchovej plochy.
Prečo pre nás ako dodávateľov záleží na povrchovej ploche
Ako dodávateľ parného výmenníka tepla je rozhodujúce porozumenie povrchovej plochy. Pomáha nám navrhovať a odporučiť správny výmenník tepla pre potreby našich zákazníkov.
Ak má zákazník veľký priemyselný proces, ktorý vyžaduje vysokú mieru prenosu tepla, pravdepodobne odporúčame výmenník tepla s veľkou plochou. Na druhej strane, pre malú aplikáciu v mierke, ako je systém rezidenčného vykurovania, môže stačiť výmenník tepla s menšou povrchovou plochou.
Ponúkame tiež celý rad súvisiacich výrobkov, ktoré môžu pracovať v spojení s našimi parnými výmenníkmi tepla. Napríklad, ak hľadáte riešenia úložiska, môžeme odporučiť niekoľko skvelých možností, ako napríkladSkomprimovaný vzduchový sklad,Plynová skladovacia nádrž s čerpadlomaSkladovacie nádrže z nehrdzavejúcej ocele. Tieto skladovacie nádrže môžu efektívnejšie riadiť tekutiny zapojené do procesu prenosu tepla.
Vďaka správnemu výberu
Keď ste na trhu s výmenníkom tepla pary, je dôležité zvážiť všetky tieto faktory týkajúce sa povrchovej plochy. Nenechajte sa len na najlacnejšiu možnosť alebo na tú, ktorá má najväčšie - znejúce špecifikácie.
Zamyslite sa nad svojimi konkrétnymi potrebami, pokiaľ ide o požiadavky na teplo - prenos, dostupný priestor pre výmenník tepla a váš rozpočet. Náš tím expertov je vždy tu, aby vám pomohol urobiť správny výber. Môžeme robiť podrobné výpočty na základe vašich parametrov procesu, aby sme určili optimálnu plochu povrchu a dizajn vášho parného výmenníka tepla.
Ak máte záujem dozvedieť sa viac alebo začať proces obstarávania, radi by sme sa od vás dozvedeli. Či už ste malá firma, ktorá sa snaží vylepšiť váš vykurovací systém alebo veľké priemyselné zariadenie, ktoré potrebuje vysoko výkonný výmenník tepla, máme znalosti a produkty, ktoré vyhovujú vašim potrebám. Stačí sa k nám na nás a začneme konverzáciu o nájdení perfektného parného výmenníka tepla pre vás.
Odkazy
- Incropera, FP, DeWitt, DP, Bergman, TL a Lavine, AS (2007). Základy prenosu tepla a hmoty. Wiley.
- Shah, RK, & Sekulic, DP (2003). Základy dizajnu výmenníka tepla. Wiley.