Pamata maiņa{0}}siltummaiņa konfigurācijā
Viena -pārejas siltummaiņa uzbūve ir vienkārša un viegli tīrāma, taču tā termiskā veiktspēja var kļūt ierobežota, ja nepieciešama tuvu temperatūras pieeja. Ja aukstajam šķidrumam jāizplūst temperatūrā, kas tuvojas karstā šķidruma ieplūdes temperatūrai, vienai caurlaidei var būt nepieciešams nepraktiski liels siltuma pārneses laukums. Cauruļu caurlaides skaita palielināšana ir standarta dizaina stratēģija, lai tuvotos vēlamajiem siltuma rādītājiem.
Šeit ir vietacaurule šķērso temperatūras PTFE siltummainidizaina apsvērumi kļūst par sistēmas optimizācijas centrālo vietu.
Kā caurules caurlaides konfigurācija ietekmē siltuma pārnesi
Vairāku{0}}pāreju konfigurācijā caurules-puses šķidrums tiek virzīts caur virkni plūsmas maiņas, izmantojot sadalītās galvenes. Tā vietā, lai vienu reizi pārvietotos taisni, šķidrums pārvietojas uz priekšu un atpakaļ caur dažādām cauruļu saišķa daļām.
Šis izkārtojums efektīvi palielina pretstrāvas -strāvas mijiedarbību starp caurules-puses un korpusa{2}}puses šķidrumiem. Rezultātā temperatūras virzošais spēks tiek labāk uzturēts visā siltummaiņa garumā, uzlabojot kopējo termisko efektivitāti.
Uzlabotā pretstrāvas -darbība palielina efektīvo siltuma pārneses potenciālu, ļaujot pietuvoties temperatūrai, proporcionāli nepalielinot siltummaiņa izmēru.
Termiskā efektivitāte pret hidraulisko sodu
Palielinoties cauruļu skaitam, siltummaiņa darbība vairāk atgādina patiesu pretplūsmas{0}}darbību. Tas uzlabo spēju panākt stingrāku temperatūras krustojumu, kur izplūdes temperatūra tuvojas pretējās plūsmas ieplūdes temperatūrai.
Tomēr šim termiskajam uzlabojumam ir hidrauliskas sekas. Katra papildu caurlaide ievada:
Palielināts berzes spiediena kritums plūsmas maiņas dēļ
Lielāka pretestība atgriešanās galvenēs
Sarežģītākas plūsmas sadales prasības
Tāpēc sūknim ir jānodrošina lielāka enerģijas padeve, lai uzturētu tādu pašu plūsmas ātrumu.
Praksē tiek izveidots līdzsvars starp siltuma pieaugumu un sūknēšanas izmaksām. 2-pakāpju siltummainis bieži tiek uzskatīts par darba zirga konfigurāciju mērenām temperatūrām, savukārt 4-pāreju modeļi tiek izvēlēti stingrākām siltuma prasībām.
PTFE{0}}Īpaši dizaina apsvērumi
PTFE apvalka-un-cauruļu apmainītājiem materiāla elastība un ražošanas ierobežojumi ietekmē caurlaides izvēli. Apstrādes ierobežojumu un mehāniskās slodzes apsvērumu dēļ bieži tiek izvairīties no gariem nepārtrauktiem cauruļu garumiem.
Vairāku{0}}pāreju dizains nodrošina īsāku efektīvu cauruļu garumu, vienlaikus nodrošinot augstu siltuma veiktspēju. Tomēr, palielinoties caurlaižu skaitam, galvenes dizains kļūst arvien sarežģītāks, tāpēc ir nepieciešams precīzs blīvējums un plūsmas sadalīšana, lai novērstu nepareizu sadalījumu.
Korpusa puse parasti tiek uzturēta kā viena -pāreja, lai saglabātu zemu spiediena kritumu un vienkāršotu mehānisko konstrukciju.
Ietekme uz temperatūras krustenisko uzvedību
Cauruļu caurlaides palielināšana uzlabo siltummaiņa spēju tuvoties vai daļēji sasniegt temperatūras krustojuma apstākļus, kad vienas plūsmas izplūdes temperatūra pārsniedz pretējās plūsmas ieplūdes temperatūru (pretstrāvas{0}}atsauces apstākļos).
Lai gan LMTD korekcijas koeficients var samazināties ar vairāk gājienu, jo novirze no ideālās pretplūsmas-, kopējais efektīvais virzošais spēks tiek uzlabots, pateicoties labākai termiskajai inscenēšanai.
Tas nodrošina pieejamā temperatūras gradienta lielāku izmantošanu visā siltummainī.
Secinājums
Cauruļu caurlaides skaits kalpo kā primārais termiskās regulēšanas parametrs PTFE siltummaiņa konstrukcijā. Palielinot caurlaidību skaitu, tiek uzlabota temperatūras krustošanās spēja un termiskā efektivitāte, tuvinot pretstrāvas plūsmu, bet rada lielāku spiediena kritumu un sarežģītāku galveni.
Katra korekcija ir kompromiss{0}} starp siltuma pārneses efektivitāti un hidrauliskajām izmaksām. Neviena konfigurācijas maiņa nepaliek bez sekām.
Termiskās projektēšanas praksē cauruļu caurlaides izvēle ir viena no galvenajām svirām, ko izmanto, lai panāktu stingru temperatūras kontroli, vienlaikus nodrošinot, ka mehāniskie un sūknēšanas ierobežojumi paliek pieņemamās robežās.
