난방과 냉각을 위한 포탄과 관 열교환기
고객의 요구 사항에 따라 Vrcooler에서 맞춤화한 다관식 열교환기는 도색되어 포장되어 프랑스로 보내질 준비가 되었습니다.
쉘 및 튜브 열교환기는 쉘 및 튜브 열교환기라고도 합니다. 쉘에 둘러싸인 튜브 다발의 벽을 전열면으로 사용하는 격벽 열교환기입니다. 이러한 종류의 열교환기는 구조가 비교적 간단하고 작동이 안정적입니다. 다양한 구조재(주로 금속재질)로 만들 수 있으며 고온, 고압에서 사용할 수 있다. 현재 가장 널리 사용되는 유형입니다.
쉘 및 튜브 열교환기 설계 시 고려해야 할 요소
많은 유형의 열 교환 장비가 있습니다. 각각의 특정 열 전달 조건에 대해 최적의 선택을 통해 가장 적합한 장비 모델을 얻을 수 있습니다. 이러한 유형의 장비를 다른 조건에서 사용하면 열 전달 효과가 향상될 수 있습니다. 큰 변화. 따라서 특정 작업 조건에 맞는 열교환기의 유형을 선택하는 것은 매우 중요하고 복잡한 작업입니다. 쉘 및 튜브 열교환기 설계의 경우 다음 요소를 고려할 가치가 있습니다.
1. 유량의 선정
유량은 열교환기 설계에서 중요한 변수입니다. 유속을 높이면 열 전달 계수가 증가하고 동시에 압력 강하와 전력 소비도 증가합니다. 펌핑 유체를 사용하는 경우 조절 밸브가 아닌 열 교환기에서 압력 강하를 최대한 많이 소비해야 한다는 점을 고려해야 하며 이는 유량을 증가시켜 열 전달 효과를 향상시킬 수 있습니다.
더 높은 유속을 사용하면 두 가지 이점이 있습니다. 하나는 전체 열 전달 계수를 증가시켜 열 전달 영역을 줄이는 것입니다. 다른 하나는 튜브 표면의 오염 가능성을 줄이는 것입니다. 그러나 그에 따라 저항과 전력 소모도 증가하므로 최종적으로 적절한 유량을 결정하기 위해서는 경제적 비교가 필요합니다.
2. 허용 압력 강하 선택
더 큰 압력 강하를 선택하면 유속이 증가하여 열 전달 효과가 향상되고 열 전달 면적이 감소합니다. 그러나 압력 강하가 클수록 펌프의 작동 비용도 증가합니다. 열교환기의 총 연간 비용, 장비 크기의 반복 조정 및 최적화 계산을 기반으로 적절한 압력 강하 값을 계산해야 합니다.
대부분의 장치에서 한 쪽의 열 저항이 다른 쪽보다 상당히 높고 이 쪽의 열 저항이 제어 열 저항이 되는 것을 알 수 있습니다. 쉘측의 열저항이 제어측인 경우 배플판의 수를 늘리거나 쉘 직경을 줄이는 방법을 사용하여 쉘측의 유체유량을 높이고 열전달 저항을 줄일 수 있지만, 배플 플레이트의 간격을 줄이는 데 한계가 있습니다. 쉘 직경의 1/5 또는 50mm보다 작을 수 없습니다. 관측의 열저항이 제어측이면 관의 성숙도를 높여 유체유량을 증가시킨다.
점성이 있는 재료를 다룰 때 유체가 층류에 있으면 재료가 쉘 쪽으로 이동합니다. 쉘 쪽의 유체 흐름은 난류인 경향이 있기 때문에 열 전달률이 높아지고 압력 강하 제어가 향상됩니다.
3. 쉘측 유체의 결정
주로 유체의 작동 압력 및 온도, 사용 가능한 압력 강하, 구조 및 부식 특성, 유체가 적합한 방식을 고려하기 위해 필요한 장비 및 재료의 선택을 기반으로 합니다. 선택할 때 다음 요소를 고려할 수 있습니다.
튜브 통과에 적합한 유체에는 물과 수증기 또는 강한 부식성 유체가 포함됩니다. 독성 유체; 구조화하기 쉬운 유체; 고온 또는 고압에서 작동하는 유체 등
쉘 측면에 적합한 유체에는 오버헤드 증류액의 응축이 포함됩니다. 탄화수소의 응축 및 재비등; 파이프 피팅의 압력 강하에 의해 제어되는 유체; 점도가 높은 유체 등
위의 상황이 제거되면 매체가 취하는 경로의 선택은 열 전달 계수를 개선하고 압력 강하를 최대한 활용하는 데 초점을 맞춰야 합니다. Shell 측의 매체 흐름은 난류(Re 100 이상)에 도달하기 쉽기 때문에 일반적으로 점도가 높거나 유속이 낮은 유체, 즉 Reynolds가 낮은 유체를 이동시키는 것이 유리합니다. 번호, 쉘 쪽. 반대로 유체가 튜브의 난류에 도달할 수 있는 경우 튜브를 통과하도록 배열하는 것이 더 합리적입니다. 압력 강하의 관점에서 볼 때 일반적으로 낮은 레이놀즈 수의 쉘 실행이 합리적입니다.
4. 최종 열전달 온도 결정
최종 열교환 온도는 일반적으로 공정의 필요에 따라 결정됩니다. 최종 열교환 온도를 선택할 수 있을 때 그 값은 열교환기가 경제적이고 합리적인지 여부에 큰 영향을 미칩니다. 뜨거운 유체의 출구 온도가 차가운 유체의 출구 온도와 같을 때 열 이용 효율은 가장 높지만 유효 열 전달 온도 차이는 가장 작고 열교환 면적은 가장 큽니다.
또한, 스트림의 출구 온도를 결정할 때 온도 교차 현상, 즉 뜨거운 유체의 출구 온도가 차가운 유체의 출구 온도보다 낮은 것은 바람직하지 않습니다.
5. 장비 구조의 선택
특정 공정 조건의 경우 고정 튜브 시트 형태 또는 플로팅 헤드 형태 선택 등과 같이 장비의 형태를 먼저 결정해야 합니다.
열 교환기 설계 프로세스에서 열 전달 향상의 일반적인 목표는 다음과 같이 요약됩니다. 주어진 열 전달 하에서 열 교환기의 크기를 줄입니다. 기존 열교환기의 성능을 향상시킨다. 흐르는 작동 유체의 온도 차이를 줄입니다. 또는 펌프 전원을 줄입니다.
열 전달 프로세스는 하드 장치의 벽을 통해 두 유체 사이의 열 교환 프로세스를 말합니다. 유체의 열 전달 방법에 따라 기본적으로 상 변화가 없는 것과 상 변화의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 상변화 과정이 없는 향상된 열 전달 기술에 대한 연구는 일반적으로 열 저항 측면 제어를 기반으로 상응하는 조치를 취합니다: 튜브의 내부 또는 외부 표면 확장; 튜브에 이물질 삽입; 튜브 번들 지지대의 형태 변경; 섞이지 않는 저비점 첨가제를 추가하고 열 전달 효과를 향상시키는 기타 방법.
