놋쇠로 만들어진 판 열교환기에서 얼어붙은 누설의 분석 그리고 기계장치

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판 열 교환기에 냉동하여 누설의 분석 및 메커니즘

놋쇠로 만들어진 판 열교환기에서 얼어붙은 누설의 분석 그리고 기계장치

1. - 연혁

판 열교환기는 냉각, 열 펌프, 산업 냉각 및 그들의 조밀한 구조 및 높은 열전달 효율성 때문에 에너지 회복에서 널리 이용됩니다. 그러나 저온 조건 하에서, improper 통제 논리 또는 이상한 운영 조건은 교환기 안쪽에 가공 매체의 얼기 위하여 지도할지도 모릅니다.

Freezing은 높은 리스크 실패 모드입니다. 그것은 종종 갑자기 발생, 심한 기계적 손상을 발생, 일반적으로 불가능합니다. 내부 구조 변형이 발생하면 회로 사이 교차 주행이 개발 될 수 있습니다.

2. Freezing에 지도하는 조건

중형 온도 냉동점 이하

• 찬물 또는 연화한 물은 antifreeze 대신에 사용했습니다
• Antifreeze 농도는 더 낮게 요구했습니다
• 실제 냉동 점은 디자인 assumption 보다는 높이

충분히 또는 조차 교류

• 최소 사양의 흐름율
• 지역화 된 차단 또는 fouling
• Uneven 채널 배포
• start-up 또는 Shutdown 중 낮은 속도

통제 시스템 실패

• 과도한 냉각제 공급
• 지연된 온도 벨브 응답
• Antifreeze interlock는 활성화하지 않습니다

출구 온도가 0°C의 위 남아 있는 경우에 조차, 현지화한 판 표면은 sub-zero 온도를 도달할지도 모릅니다. 이 “cold spot”은 가장 일반적이지만 자주 비추는 방아쇠를 내려다 봅니다.

3. 중독의 손상 메커니즘

3.1 얼음의 부피 확장

물은 냉동 중 약 9 %를 확장합니다. 좁은 판 수로 안쪽에, 이 확장은 극단적으로 높은 지방화한 긴장을 생성합니다.

판 간격이 전형적으로 0.3-0.6 mm이기 때문에, 얼기 일으키는 원인이 될 수 있습니다:

• 판 표면에 직접적인 기계적인 선적
• 플라스틱 개악
• 스트레스 농도 점에서 Microcracks

3.2 영구적 인 변형 및 밀봉 불변의 손실

일반적으로 현지에서 시작하고 저 유량 또는 stagnant 지구를 통해 전파합니다. 이것은 지도할지도 모릅니다:

• 판 bulging 또는 indentation
• 채널 간격에 있는 영원한 변화
• 놋쇠로 만들어진 용접된 합동에 Excess 긴장

thawing 후에, 판은 본래 기하학에 돌려보내지 않습니다, 늦게 누설 위험을 창조하.

3.3 누설 특성

• 1개 또는 몇몇 판에 한정된 손상
• 랜덤보다는 현지화되는 누설
• 초기 누설은 미성년자일 수 있습니다.
• 지속적인 가동 동안 누설 악화

놋쇠로 만들어진 완전히 용접한 판 열교환기에서는, 얼기 손상은 일반적으로 고치지 않으며 가득 차있는 보충을 요구합니다.

4. 왜 손상을 입히는가? Sudden

부식 또는 피로와 달리, 냉동은 즉석 기계적인 실패 기계장치입니다.

• 단일 비정상적인 행사 중 발생할 수 있습니다.
• 총 운행시간은 낮을 수 있습니다.
• 누설은thawing 후에만 눈에 보일지도 모릅니다

따라서, 위임 후에 누설은 뿌리 원인으로 얼지 않습니다.

5. 일반적인 기여 요인

• 작동 매체는 디자인 기초에서 다릅니다
• 충분한 부동 농도
• 지연된 규정을 가진 Excess 냉각 수용량
• Frequent start-stop 주기
• 내부 fouling 지역 흐름 감소

6. 예방 및 공학 권고

Freezing 포인트 확인

• antifreeze 유형과 농도를 확인하십시오
• 실제 운영 조건을 위한 계정

최소 유량률 보장

• 제조업체의 최소 흐름 아래에서 작동하지 마십시오
• stagnant 지역을 피하십시오

보호 Logic 향상

• 낮은 온도 연동
• 냉각 소스의 자동 폐쇄
• 강제적인 순환 펌프 가동

안전 마진 유지

• 디자인 출구 온도를 가진 마진 위 얼기
• 냉동점의 지속적인 작동을 피하십시오

판 열 교환기 설계 및 냉동 위험 사이 관계

키 결론

• 판 열 교환기는 구조상 특성 때문에 포탄과 관 열교환기 보다는 어는 더 과민합니다.
• 디자인 모수는 두드러지게 증폭하거나 mitigate 동결 관련된 누설 위험 할 수 있습니다.

Freezing Risk에 직접 관련되는 Design Factors

1. 격판덮개 간격

0.3-0.6 mm의 전형적인 판 간격은 열전달을 개량하고 그러나 기계적인 긴장에 저항을 감소시킵니다. 얼음 확장은 항복 강도를 초과하고 영구적인 개악을 일으킬 수 있습니다.

2. 채널 갭과 Chevron 기하학

• 전형적인 수로 간격: 2–4 mm
• 수많은 접촉점 집중 스트레스
• 확장 힘은 판 표면에 직접 행동합니다
• chevron 첨단 및 브레이징 조인트의 높은 응력

3. 교류 배급 지역

포트 근처 유통 영역은 종종 낮은 속도가 있습니다. 이 지역은 냉소 및 냉동 개시, 특히 저 유량 조건 하에서 prone.

4. 전달 배열 및 운영 Velocity

• Multi-pass: 더 높은 각측정속도 그러나 고압 강하
• 단 하나 통행: 더 낮은 압력 강하 그러나 더 낮은 짐 가동에 과민한

실제 작업이 낮은 흐름에서 자주 발생하면 설계가 이론적으로 검증 될 때 위험이 증가합니다.

5. 냉동 안전 마진

• 출구 온도는 0°C에 너무 가까운 위험을 증가합니다
• 이론적 한계의 가까이에 선택된 Antifreeze는 마진을 감소시킵니다
• 계측 오류 및 제어 지연은 로컬 냉동을 일으킬 수 있습니다.

안전 마진 및 최소 흐름 검증이 포함되지 않은 경우, 프리징 위험은 설계 단계에서 임베디드됩니다.

최종 결론

판 열교환기에 있는 냉동 관련 누설은 단계 변화에 기인한 기계적인 유도한 실패입니다. 그 발생은 운영 조건, 제어 논리 및 교환기 설계에 밀접하게 연결됩니다.

일단 프리징이 발생하면, 불일치 않은 구조 손상이 이미 존재할 수 있습니다. 따라서, 동결은 디자인과 가동 단계 둘 다 도중 중요한 기술설계 위험으로 대우되어야 합니다.