วิธีเลือกจำนวนแผ่นที่เหมาะสมสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแผ่นประสาน?

เฮ้ ในฐานะซัพพลายเออร์ของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแผ่นประสานฉันมักจะถูกถามเกี่ยวกับวิธีเลือกจำนวนแผ่นที่เหมาะสมสำหรับอุปกรณ์ที่ดีเหล่านี้ มันเป็นคำถามที่สำคัญเนื่องจากการนับจำนวนแผ่นที่ถูกต้องสามารถสร้างความแตกต่างอย่างมากในประสิทธิภาพและประสิทธิภาพของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนของคุณ ดังนั้นเรามาดำดิ่งในหัวข้อนี้และทำลายมันทีละขั้นตอน

ทำความเข้าใจพื้นฐานของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแผ่นประสาน

ก่อนอื่นเรามาดูกันอย่างรวดเร็วว่าเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแผ่นเหล็กเป็นอย่างไร เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเหล่านี้ประกอบด้วยชุดแผ่นโลหะลูกฟูกที่รวมเข้าด้วยกัน แผ่นแผ่นสร้างชุดของช่องที่ของเหลวสองตัว (โดยปกติจะเป็นน้ำร้อนและของเหลวเย็น) ในทิศทางตรงกันข้ามช่วยให้ความร้อนสามารถถ่ายโอนจากของเหลวร้อนไปยังน้ำเย็น

รอยด่างบนแผ่นเพิ่มพื้นที่ผิวที่มีสำหรับการถ่ายเทความร้อนซึ่งทำให้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแผ่นประสานมีประสิทธิภาพสูง พวกเขายังมีขนาดกะทัดรัดซึ่งหมายความว่าพวกเขาใช้พื้นที่น้อยกว่าเมื่อเทียบกับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนประเภทอื่น คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับพวกเขาได้ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแผ่นประสานหน้าหนังสือ.

เหตุใดจำนวนแผ่นจึงมีความสำคัญ

จำนวนแผ่นในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแผ่นประสานส่งผลโดยตรงต่อความสามารถในการถ่ายเทความร้อนและความดันลดลง หากคุณมีจานน้อยเกินไปตัวแลกเปลี่ยนความร้อนจะไม่สามารถถ่ายเทความร้อนได้เพียงพอและระบบของคุณจะไม่ทำงานอย่างมีประสิทธิภาพเท่าที่ควร ในทางกลับกันถ้าคุณมีแผ่นมากเกินไปคุณจะต้องลงเอยด้วยการลดลงของแรงดันที่สูงขึ้นซึ่งหมายความว่าปั๊มของคุณจะต้องทำงานหนักขึ้นเพื่อย้ายของเหลวผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน สิ่งนี้สามารถนำไปสู่การใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้นและต้นทุนการดำเนินงาน

ปัจจัยที่ควรพิจารณาเมื่อเลือกจำนวนแผ่น

1. ข้อกำหนดการถ่ายเทความร้อน

สิ่งแรกที่คุณต้องพิจารณาคือความร้อนที่คุณต้องการถ่ายเท โดยปกติจะวัดเป็นกิโลวัตต์ (kW) หรือหน่วยความร้อนของอังกฤษต่อชั่วโมง (BTU/ชม.) ในการกำหนดข้อกำหนดการถ่ายเทความร้อนของคุณคุณจะต้องทราบอัตราการไหลอุณหภูมิทางเข้าและทางออกและความสามารถในการให้ความร้อนที่เฉพาะเจาะจงของของเหลวร้อนและเย็น

สมมติว่าคุณกำลังใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแผ่นเหล็กเพื่อให้ความร้อนกับระบบน้ำร้อนในประเทศ คุณจะต้องรู้ว่าคุณต้องการความร้อนเท่าใดอุณหภูมิเริ่มต้นของน้ำและอุณหภูมิสุดท้ายที่ต้องการ เมื่อคุณมีข้อมูลนี้คุณสามารถคำนวณปริมาณความร้อนที่ต้องถ่ายโอนโดยใช้สูตรต่อไปนี้:

$ q = m \ times c_p \ times \ delta t $

ที่ไหน:

• $ q $ คืออัตราการถ่ายเทความร้อน (kw หรือ btu/hr)
• $ m $ คืออัตราการไหลของของเหลว (kg/s หรือ lb/hr)
• $ c_p $ เป็นความจุความร้อนที่เฉพาะเจาะจงของของเหลว (kj/kg ° C หรือ btu/lb ° F)
• $ \ delta t $ คือความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างทางเข้าและทางออกของของเหลว (° C หรือ° F)

เมื่อคุณคำนวณอัตราการถ่ายเทความร้อนคุณสามารถใช้เพื่อกำหนดจำนวนแผ่นที่ต้องการ โดยทั่วไปยิ่งคุณต้องการความร้อนมากเท่าไหร่คุณก็ยิ่งต้องการจานมากขึ้นเท่านั้น

2. คุณสมบัติของเหลว

คุณสมบัติของของเหลวที่คุณใช้ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนยังมีบทบาทในการกำหนดจำนวนแผ่น ตัวอย่างเช่นของเหลวที่มีความหนืดสูงกว่าจะต้องใช้แผ่นเพิ่มเติมเพื่อให้ได้อัตราการถ่ายเทความร้อนเช่นเดียวกับของเหลวที่มีความหนืดน้อยกว่า นี่เป็นเพราะของเหลวที่มีความหนืดมีเวลายากขึ้นที่ไหลผ่านช่องทางระหว่างแผ่นซึ่งสามารถลดค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนได้

คุณต้องพิจารณาการกัดกร่อนของของเหลว หากคุณใช้ของเหลวที่กัดกร่อนคุณจะต้องเลือกเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแผ่นประสานที่ทำจากวัสดุที่สามารถทนต่อการกัดกร่อนได้ เราเสนอเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ทนกรดที่ออกแบบมาเพื่อจัดการกับของเหลวกัดกร่อน

3. ความดันลดลง

ดังที่ฉันได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้จำนวนแผ่นมีผลต่อการลดลงของแรงดันในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน จำนวนแผ่นที่สูงขึ้นจะส่งผลให้แรงดันลดลงซึ่งหมายความว่าปั๊มของคุณจะต้องทำงานหนักขึ้นเพื่อย้ายของเหลวผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน คุณต้องหาสมดุลระหว่างความสามารถในการถ่ายเทความร้อนและแรงดันลดลง

ผู้ผลิตส่วนใหญ่ให้เส้นโค้งการลดแรงดันสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแผ่นประสาน เส้นโค้งเหล่านี้แสดงความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการไหลและความดันลดลงสำหรับจำนวนแผ่นที่แตกต่างกัน คุณสามารถใช้เส้นโค้งเหล่านี้เพื่อเลือกจำนวนแผ่นที่จะให้อัตราการถ่ายเทความร้อนที่ต้องการในขณะที่ทำให้แรงดันตกอยู่ในช่วงที่ยอมรับได้

4. ข้อ จำกัด ด้านพื้นที่

ในบางกรณีคุณอาจมีพื้นที่ จำกัด สำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน หากเป็นกรณีนี้คุณจะต้องเลือกเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแผ่นประสานที่มีจำนวนแผ่นที่เหมาะสมซึ่งสามารถพอดีกับพื้นที่ที่มีอยู่ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแผ่นเหล็กเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องการออกแบบขนาดกะทัดรัด แต่คุณยังต้องแน่ใจว่าคุณมีพื้นที่เพียงพอสำหรับการเชื่อมต่อทางเข้าและทางออกรวมถึงการเข้าถึงการบำรุงรักษาใด ๆ

การคำนวณจำนวนแผ่น

เมื่อคุณพิจารณาปัจจัยทั้งหมดข้างต้นแล้วคุณสามารถเริ่มคำนวณจำนวนแผ่นที่จำเป็นสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแผ่นเหล็กของคุณ มีวิธีการที่แตกต่างกันสองสามวิธีที่คุณสามารถใช้ในการทำเช่นนี้ แต่วิธีที่พบมากที่สุดอย่างหนึ่งคือวิธีการลอการิทึมเฉลี่ยอุณหภูมิ (LMTD)

วิธี LMTD เกี่ยวข้องกับการคำนวณความแตกต่างของอุณหภูมิลอการิทึมระหว่างน้ำมันร้อนและเย็นเช่นเดียวกับค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนโดยรวมของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เมื่อคุณมีค่าเหล่านี้คุณสามารถใช้สูตรต่อไปนี้เพื่อคำนวณจำนวนแผ่น:

$ n = \ frac {q} {u \ times a \ times lmtd} $

ที่ไหน:

• $ n $ คือจำนวนแผ่น
• $ q $ คืออัตราการถ่ายเทความร้อน (kw หรือ btu/hr)
• $ u $ เป็นค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนโดยรวม (kw/m²° C หรือ Btu/ชม. ft²° F)
• $ a $ เป็นพื้นที่ผิวของจานเดียว (m²หรือft²)
• $ lmtd $ คือความแตกต่างของอุณหภูมิลอการิทึมเฉลี่ย (° C หรือ° F)

การคำนวณค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนโดยรวมและ LMTD อาจซับซ้อนเล็กน้อยดังนั้นจึงควรปรึกษากับผู้เชี่ยวชาญเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนหรือใช้โปรแกรมซอฟต์แวร์ที่ออกแบบมาเพื่อจุดประสงค์นี้

ข้อพิจารณาอื่น ๆ

นอกเหนือจากปัจจัยที่กล่าวถึงข้างต้นแล้วยังมีอีกสองสามสิ่งที่คุณควรจำไว้เมื่อเลือกจำนวนแผ่นสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแผ่นประสาน

1. การขยายตัวในอนาคต

หากคุณคิดว่าคุณอาจจำเป็นต้องเพิ่มความสามารถในการถ่ายเทความร้อนของระบบในอนาคตคุณควรเลือกเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแผ่นประสานที่มีแผ่นเสริมสองสามแผ่น สิ่งนี้จะทำให้คุณมีความยืดหยุ่นและช่วยให้คุณทำการปรับเปลี่ยนโดยไม่ต้องเปลี่ยนเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนทั้งหมด

2. การบำรุงรักษา

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแผ่นเหล็กนั้นค่อนข้างง่ายต่อการบำรุงรักษา แต่คุณยังต้องแน่ใจว่าคุณสามารถเข้าถึงแผ่นทั้งหมดเพื่อทำความสะอาดและตรวจสอบได้ หากคุณมีแผ่นเพลทจำนวนมากอาจเป็นการยากที่จะทำความสะอาดอย่างละเอียด พิจารณาข้อกำหนดการบำรุงรักษาเมื่อเลือกจำนวนแผ่น

บทสรุป

การเลือกจำนวนแผ่นที่เหมาะสมสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแผ่นประสานเป็นขั้นตอนสำคัญในการรับรองการทำงานที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ของระบบของคุณ โดยการพิจารณาปัจจัยต่าง ๆ เช่นข้อกำหนดการถ่ายเทความร้อนคุณสมบัติของเหลวการลดลงของแรงดันและข้อ จำกัด ด้านพื้นที่คุณสามารถตัดสินใจได้อย่างชาญฉลาด

หากคุณยังไม่แน่ใจเกี่ยวกับจำนวนแผ่นที่คุณต้องการสำหรับแอปพลิเคชันของคุณอย่าลังเลที่จะติดต่อเรา ในฐานะผู้จัดหาเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแผ่นประสานเรามีความเชี่ยวชาญและประสบการณ์ในการช่วยคุณเลือกเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่เหมาะสมสำหรับความต้องการของคุณ เรายังเสนอเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแผ่นปะเก็นหากคุณกำลังมองหาตัวเลือกอื่น

ติดต่อเราวันนี้เพื่อหารือเกี่ยวกับความต้องการของคุณและรับใบเสนอราคา เราอยู่ที่นี่เพื่อช่วยคุณค้นหาทางออกที่สมบูรณ์แบบสำหรับความต้องการการถ่ายเทความร้อนของคุณ

การอ้างอิง

• Incropera, FP, Dewitt, DP, Bergman, TL, & LaVine, AS (2007) พื้นฐานของความร้อนและการถ่ายโอนมวล ไวลีย์
• Shah, RK, & Sekulic, DP (2003) พื้นฐานของการออกแบบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ไวลีย์