Heb je je ooit afgevraagd wat de onbezongen helden van industriële processen zijn? In deze blogpost duiken we in de fascinerende wereld van warmtewisselaars, de essentiële apparaten die onze machines stilletjes draaiende houden. Als ervaren werktuigbouwkundig ingenieur leid ik je door de verschillende soorten warmtewisselaars, hun unieke kenmerken en hoe ze efficiënt warmte overdragen tussen vloeistoffen. Maak je klaar om de ingenieuze ontwerpen te ontdekken die onze moderne wereld mogelijk maken!
Elk segment van de behuizing wordt een "single pass" genoemd. De binnenbuis (warmteoverdrachtsbuis) van de doorgang is verbonden door U-vormige elleboogbuizen, terwijl de buitenbuis in rijen met korte buizen is verbonden en op de steun is bevestigd. De warmte wordt overgedragen van de ene vloeistof naar de andere door de wand van de binnenste buis. Gewoonlijk wordt de hete vloeistof (vloeistof A) ingebracht vanuit het bovenste gedeelte en de koude vloeistof (vloeistof B) vanuit het onderste gedeelte. Beide uiteinden van de buitenpijp van de mantelbuis zijn verbonden met de binnenpijp door middel van lassen of flenzen. De binnenbuis en de U-vormige elleboogbuis zijn verbonden door flenzen, waardoor het eenvoudig is om de warmteoverdrachtsbuizen schoon te maken en te vergroten of te verkleinen. De effectieve lengte van elke warmteoverdrachtsbuis is 4 tot 7 meter. Het warmteoverdrachtsgebied van deze warmtewisselaar kan oplopen tot 18 vierkante meter, waardoor hij geschikt is voor kleinschalige warmte-uitwisseling.
Het heeft een eenvoudige structuur en is bestand tegen hoge druk, waardoor het geschikt is voor verschillende toepassingen. Bovendien kan het warmteoverdrachtsgebied eenvoudig worden aangepast aan verschillende behoeften.
Er zijn veel verbindingen tussen de pijpen die gevoelig zijn voor lekkage. Bovendien neemt het een aanzienlijke hoeveelheid ruimte in beslag en is er een aanzienlijke hoeveelheid metaal nodig per eenheid warmteoverdrachtsoppervlak.
De structuur van een drijvende kop warmtewisselaar bestaat uit een cilinder, een zijflens van het buitenste hoofddeksel, een plaat van de drijvende kopbuis, een haakring, een drijvend hoofddeksel, een buitenste hoofddeksel, schroefgaten, een stalen ring en meer. Het ontwerp van de drijvende kop met haakring is afgebeeld in de bijgaande afbeelding.
Wanneer er een temperatuurverschil is tussen de warmtewisselbuis en de behuizing, zullen de behuizing en de warmtewisselbuis elkaar niet hinderen en geen temperatuurverschil veroorzaken. De bundel buizen kan uit de behuizing worden gehaald om de binnenkant en tussen de buizen gemakkelijker schoon te kunnen maken.
De structuur is complex, wat resulteert in een grote hoeveelheid materialen en hoge kosten. Als de afdichting tussen het deksel van de drijvende kop en de plaat van de drijvende buis niet dicht is, kan dit interne lekkage veroorzaken, wat leidt tot vermenging van de twee media.
Dit type warmtewisselaar vormt metalen buizen in verschillende vormen die geschikt zijn voor de container en dompelt ze onder in de vloeistof in de container.
Het heeft een eenvoudige structuur en is bestand tegen hoge druk, en het kan ook worden gemaakt van corrosiebestendige materialen.
De mate van turbulentie in de vloeistof in de container is laag en de warmteoverdrachtscoëfficiënt aan de buitenkant van de buis is klein. Om de warmteoverdrachtscoëfficiënt te verbeteren, kan een roerwerk in de tank worden geïnstalleerd.
De platenwarmtewisselaar is een ideaal apparaat voor warmte-uitwisseling tussen vloeistoffen en tussen vloeistof en damp. Het is een zeer efficiënte warmtewisselaar die bestaat uit een reeks gegolfde metalen platen.
Het constructieprincipe van de platenwarmtewisselaar bestaat uit meerdere golfplaten die met een vaste tussenruimte tegen elkaar worden gedrukt, afgedicht met pakkingen en op hun plaats gehouden door frames en drukschroeven. De vier hoeken van de platen en pakkingen vormen de distributie- en verzamelbuizen voor de vloeistof. De koude en warme vloeistoffen worden gescheiden en stromen door de stroomkanalen aan beide zijden van elke plaat, waar warmte-uitwisseling plaatsvindt door de platen.
De warmtewisselaar bestaat uit een baffle, een compensatiering en een warmteafgiftepijp. Wanneer de vloeistof warmte uitwisselt bij een hoge temperatuur, heft de compensatiering de thermische spanning op die wordt veroorzaakt door het grote temperatuurverschil tussen de mantel en de buizenbundel, dat het gevolg is van verschillende thermische uitzettingssnelheden.
De platenvinwarmtewisselaar is een efficiënt, compact en lichtgewicht apparaat voor warmteoverdracht. In het verleden beperkten de hoge productiekosten het gebruik ervan tot een paar industrieën, zoals lucht- en ruimtevaart, elektronica en atoomenergie. Geleidelijk aan wordt het echter ook gebruikt in de petrochemische en andere industriële sectoren. Er zijn verschillende structurele vormen van platenvinnenwarmtewisselaars, maar de basiselementen blijven hetzelfde: twee parallelle dunne metalen platen met geribbelde of gevormde metalen vinnen ertussen om de zijkanten af te dichten en zo een basiseenheid voor warmte-uitwisseling te vormen.
Er wordt een omhulsel geïnstalleerd op de buitenwand van de container, waardoor een ruimte ontstaat tussen het omhulsel en de container die dient als pad voor verwarming of koelmedium. Het warmteoverdrachtsoppervlak wordt echter beperkt door de wand van het vat, wat resulteert in een lage warmteoverdrachtscoëfficiënt. Om de coëfficiënt te verbeteren en een gelijkmatige verwarming van de vloeistof in het vat te garanderen, kan een roerwerk worden geïnstalleerd. Daarnaast kunnen er spiraalvormige schotten of andere turbulentieverhogende maatregelen in de mantel worden geplaatst wanneer er koelwater of verwarmingsmiddelen zonder faseverandering worden toegevoegd, waardoor de warmteoverdrachtscoëfficiënt aan één kant van de mantel verder wordt verbeterd.
Eenvoudige structuur en gemakkelijke verwerking.
Klein warmteoverdrachtsgebied en lage warmteoverdrachtsefficiëntie.
De U-vormige buizenwarmtewisselaar bestaat uit warmtewisselingsbuizen die in een U-vorm gebogen zijn, met beide uiteinden bevestigd op dezelfde buisplaat. Het omhulsel en de warmtewisselingsbuizen zijn gescheiden, waardoor de buizenbundel vrij kan uitzetten en inkrimpen zonder temperatuurverschilspanningen te genereren. Deze warmtewisselaar heeft een eenvoudige structuur, met slechts één buisplaat en geen drijvende kop. De buizenbundel kan gemakkelijk worden verwijderd en geïnstalleerd om te worden gereinigd, waardoor hij gemakkelijk in gebruik is.
De U-vorm van de buizen met verschillende buigradii betekent echter dat bij beschadiging alleen de buitenste warmtewisselbuis kan worden vervangen, terwijl de andere moeten worden geblokkeerd. Bovendien wordt de opening in het midden van de buizenbundel veroorzaakt door de beperkte buigradius van de warmtewisselingsbuizen kan resulteren in kortsluiting van de vloeistof, wat de prestaties van de warmteoverdracht beïnvloedt.
De voordelen van een U-vormige buizenwarmtewisselaar zijn onder andere:
De structuur is eenvoudig, met slechts één buisplaat en minder afdichtingsoppervlakken, wat zorgt voor een betrouwbare werking en lage kosten. De buizenbundel kan gemakkelijk worden verwijderd voor gemakkelijke reiniging tussen de buizen.
De pijp is moeilijk schoon te maken;
Door de vereiste voor een bepaalde buigradius is de bezettingsgraad van de buisplaat laag;
De afstand tussen de binnenste buizen in de buizenbundel is groot, waardoor kortsluiting in de mantel mogelijk is;
Als de binnenpijp breekt, kan hij niet worden vervangen en moet hij worden geblokkeerd, wat leidt tot een hoog uitvalpercentage.
Een buizenwarmtewisselaar is momenteel het meest gebruikte type warmtewisselaar in de chemische industrie en bij de productie van alcohol. Hij bestaat uit onderdelen zoals een omhulsel, buisplaat, warmtewisselbuizen, kop en keerschot. De gebruikte materialen kunnen gemaakt zijn van gewoon koolstofstaal, rood koper of roestvrij staal.
In het warmtewisselingsproces komt een vloeistof binnen via een verbindingspijp in de kop, stroomt door de buizen en verlaat deze via de uitlaatpijp aan het andere uiteinde van de kop, de buiszijde genoemd.
Ondertussen komt een andere vloeistof binnen via een verbindingspijp in de schil en verlaat deze via een andere verbindingspijp, die in een buizenwarmtewisselaar de schilzijde wordt genoemd.
De spiraalvormige platenwarmtewisselaar is een nieuwe, efficiënte en stabiele warmtewisselaar die goed kan functioneren in combinatie met meerdere units. Hij heeft een hoge warmteoverdrachtsefficiëntie en een sterke bedrijfszekerheid, met een lage weerstand.
Voor de spiraalvormige platenwarmtewisselaar is echter een hoge temperatuur nodig.kwaliteitslassen en kan moeilijk te repareren zijn. Vanwege het zware gewicht en de lage stijfheid moet extra voorzichtigheid worden betracht tijdens transport en installatie.
Bij dit type warmtewisselaar worden warmtewisselbuizen in rijen op een stalen frame bevestigd. De hete vloeistof stroomt binnen de buizen, terwijl koelwater gelijkmatig wordt verdeeld vanuit het sproeiapparaat erboven. Het staat ook bekend als een sproeikoeler.
De warmteoverdrachtscoëfficiënt buiten de buis is aanzienlijk groter dan die van een dompelwarmtewisselaar door de aanwezigheid van een laag vloeistof met hoge turbulentie buiten de buis. Bovendien worden deze warmtewisselaars vaak geplaatst in ruimten met luchtcirculatie, en de verdamping van het koelwater voert ook een deel van de warmte af, wat helpt om de temperatuur van het koelwater te verlagen en de drijvende kracht van de warmteoverdracht te vergroten.
Daarom heeft de sproei-warmtewisselaar een veel beter warmteoverdrachtseffect dan dompelwarmtewisselaars.
Heat pipes zijn een type warmteoverdrachtscomponent met een hoge thermische geleidbaarheid. Ze dragen warmte over door verdamping en condensatie van het werkmedium in een volledig gesloten vacuümomhulsel.
Ze hebben veel voordelen, zoals een hoge thermische geleidbaarheid, een goed isotherm gedrag, de mogelijkheid om het warmteoverdrachtsgebied aan zowel de warme als koude zijde te veranderen, warmteoverdracht over lange afstanden, temperatuurregeling en nog veel meer.
Het nadeel is echter de slechte weerstand tegen oxidatie en hoge temperaturen. Dit kan worden verholpen door aan de voorkant een keramische warmtewisselaar te installeren, die het probleem van hoge temperatuurbestendigheid en corrosiebestendigheid oplost.
Op dit moment worden heat pipes veel gebruikt in industrieën zoals metallurgie, chemie, olieraffinage, boilers, keramiek, transport, licht textiel, machines en andere. Als middel om afvalwarmte terug te winnen en thermische energie in het proces te gebruiken, hebben heat pipes opmerkelijke economische voordelen.
Als oprichter van MachineMFG heb ik meer dan tien jaar van mijn carrière gewijd aan de metaalbewerkingsindustrie. Door mijn uitgebreide ervaring ben ik een expert geworden op het gebied van plaatbewerking, verspaning, werktuigbouwkunde en gereedschapsmachines voor metalen. Ik denk, lees en schrijf voortdurend over deze onderwerpen en streef er voortdurend naar om voorop te blijven lopen in mijn vakgebied. Laat mijn kennis en expertise een aanwinst zijn voor uw bedrijf.
NL 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
PT 
PT_BR 
RU 
KO