なぜ小さい温度の相違の適用は長くか複数のパスのプレート式熱交換器を要求します

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なぜ小さい温度の相違の適用は長く(LBシリーズPHE)のプレート式熱交換器を要求します

なぜ小さい温度の相違の適用は長くか複数のパスのプレート式熱交換器を要求します

そして、なぜ、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時こそ、この時、この時、この時、この時こそ、この時、この時、この時、この時こそ、この時、この時こそ、この時、この時、この時、この時、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時、この時、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、この時こそ、

小さい温度の相違の運転条件は交換子の幾何学が交換子のタイプとして大いに重要である場所の最も明確な例の1つです。利用できる温度の運転力が非常に低いとき、システムは熱力学の限界に近づいます。これらの条件の下で、標準的な貝および管の交換子はすぐに非常に大きくなります、プレート式熱交換器は高い全面的な熱伝達係数、長い流れ道および複数のパスの整理を使用してまだ実用的のままにできます。これは正確になぜ低等級の熱回復、近い温度のアプローチの運転条件、および省エネの交換器が要求します(ALFA) TL10B, TL6B )または従来の貝および管の単位よりむしろ多パスのプレート式熱交換器。

小型ΔTの熱力学的挑戦

あらゆる熱交換器では、運転条件は熱負荷、全面的な熱伝達係数、表面区域およびlogarithmic平均温度の相違間の基本的な関係によって管理されます。 LMTDが非常に小さくなると、利用可能な駆動力が崩壊します。 そのため、熱交換器は温度差に頼らず、効率よく熱を移動させることはできません。 U を上げ、A を増加させる、または両方を上げることによって償いなければなりません。

近接の例を考えてみましょう。

温度の端の相違

ΔT 1 = 30 − 28 = 2 K

ΔT 2 = 10 − 8 = 2 K

LMTD 結果

ΔT lm = 2 K

これは既に実用的な熱力学の限界に近いです。

シェルとチューブが非常に大きめになる理由

貝および管の熱交換器は多くの従来の運転条件で、特に防腐剤、高圧、または大きいノズルを防ぐときよく働きます優先順位です。 しかし、それらは自然に非常に小さい温度のアプローチのために最大限に活用されていません。 プレート熱交換器のそれよりもはるかに低いそれらの典型的な全体的な熱伝達係数は、LMTDが約5 K、シェル、チューブを下回ると、より多くの領域を追加することにより、ほとんど完全に補償しなければなりません。

非常に低い LMTD では、結果はサイズの線形増加ではないです。 包装・経済問題になります。 交換機は、サポート構造、シェル径、インストールフットプリントも増加しながら、より長く、より重い、そしてより高価な成長をします。 低温熱回復のために、これはすぐに魅力的になります。

これは、廃棄物熱回復、水対水エネルギーの回復、低グレードのプロセス熱再利用などのクローズ温度アプローチアプリケーションでは、シェルとチューブがしばしば非現実的になる主な理由です。

なぜプレート熱交換器がまだ作動できるのか

プレート熱交換器は、はるかに高い熱伝達係数を生成するため、非常に小さなΔT運転条件に根本的に適しています。 波形のプレートパターンは、比較的控えめな流量でも強い濁りを生み出します。一方、チャネルは熱境界層を短く保つのに十分な薄さを維持します。 これにより、他の技術が効率性を失う高いU値を維持することができます。

なぜこれが起こるのか

• 波形のプレートは絶えず流れを妨げます。
• 高せん断マイクロチャネルは対流熱伝達を高めます。
• 熱境界層を薄くすることで、両側の抵抗が低下します。
• カウンターの配置は、交換員が近いアプローチでも有効にとどまるのを助けます。

長くて狭いデザインが必要な理由

デザイナーが低ΔTデューティー用のプレート熱交換器を選択したら、次の質問は幾何学的です。 どの方向でもユニットを大きくするのは十分ではありません。 交換者がより長くならずにより広くなれば、流れの速度は低下し、乱流は弱まり、熱伝達係数は低下します。 そこで、PHEを初めて使用するための理由を直接浸透させます。

LBシリーズプレート熱交換器、ロングプレート幾何学、および同様の拡張フローパス設計は、低温差アプリケーションに好まれている理由です。 効果的な流量を上げながら、チャネルを比較的狭く保つという考え方です。

ワイドでショートなデザイン

• 速度を下げて下さい
• ウェザーのturbulence
• 熱伝達係数を削減
• 近接運転条件における貧しい対応

ロング&ナロウデザイン

• 速度を維持する
• 防虫剤
• U値の値を高くサポートする
• 効果的なNTUを上げます

また、温度差が小さく、熱接点のあらゆるビットが重要になると、より長い流れ経路は転送ユニットの数も向上します。

なぜ多パスの流れが頻繁に使用されるか

多くの近い温度アプローチの塗布では、単一パスのプレート式熱交換器は十分ではないです。 エンジニアは、必要な熱負荷に近い交換機をプッシュするために、マルチパスの配置に変わります。 流体を強制することで、方向を変え、追加の効果的なフロー長さを通し、マルチパス設計により内部速度と接触時間を同時に増加させます。

• 繰り返しパスセクションでフローを再配布します。
• ワイドなシングルパスレイアウトと比較して、ローカル速度が増加します。
• 流体は、交換機内のより長い効果的なパスを経験します。
• 導電性熱伝達は低い運転力の条件の下で改善します。

エンジニアリングの概要

最終的な結論

小さな温度差は、シンプルな設計不都合ではありません。 熱力学的な限界です。 駆動力が非常に低いと、交換体はジオメトリと流体力学に依存して有効に保つ必要があります。

シェルとチューブ交換器は、通常、非常に大きくなることによって反応します。 プレート熱交換器は、高熱伝達係数を維持し、効果的な熱経路を拡張することにより、ターブレンスを維持し、応答します。 そのため、長い、狭い、マルチパスプレート熱交換器は、低ΔTデュースのオプション設計スタイルではありません。 多くの場合、それらは唯一の実用的なエンジニアリングソリューションです。

近い温度のアプローチ、低等級の熱回復および密集した高性能の熱交換を伴う適用のために、HEXNOVASはガスケットされたプレート式熱交換器、熱間板設計、または複数のパス構成が正しい選択かどうかを評価するのを助けることができます。

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