"High flux" kuulostaa vaikuttavalta. Mutta kokemuksemme mukaan tärkeintä ei ole tarra-, vaan se, tuottaako vaihdin todella tarvitsemasi lämmönsiirtonopeuden käytettävissäsi olevassa tilassa ilman uusia ongelmia.
Olemme asentaneetkorkeavirtausputkivaihtimetkemiantehtaissa, voimantuotantolaitoksissa ja muutamissa pilotti{0}}mittakaavassa. Jotkut suoriutuivat juuri niin kuin oli luvattu. Muut eivät tulleet lähelle. Tässä on se, mitä opimme molemmilta puolilta.
Mitä "High Flux" oikeastaan tarkoittaa
Termi "suuri virtaus" viittaa lämmönsiirtonopeuteen pinta-alayksikköä kohti{0}}yleensä ilmaistuna kW/m². Vakiovaippa-ja-putkivaihdin voi toimia 10–30 kW/m²:n teholla neste-nestekäytössä. Suurivirtausrakenne voi parannuksesta riippuen nostaa 40–80 kW/m² tai enemmän.
Kuinka se saavutetaan:
- Parannetut putken pinnat – mikrorivat, kuopat tai urat, jotka lisäävät pinta-alaa ja luovat turbulenssia
- Parempi virtauksen jakautuminen – paremmat tulo- ja ohjauslevyt poistavat kuolleet alueet
- Suuremmat sallitut nopeudet – joskus käytetään pienempiä putken halkaisijoita korkeammalla painehäviön toleranssilla
saalis? Suuri virtaus sisältää usein vaihto{0}} Suurempi painehäviö. Vaikeampi puhdistus. Herkkyys likaantumiselle. Ja korkeampi hintalappu.
Sääntömme: korkea vuoto kannattaa, kun tilaa on vähän, kun neste on puhdasta tai kun lämmön talteenottoarvo on korkea. Jos sinulla on paljon tilaa ja halpaa energiaa, vakiomuotoilu on usein parempi taloudellinen valinta.
Käyttämämme parannusteknologiat
Olemme työskennelleet kolmen päätyypin parannettujen putkipintojen kanssa. Jokaisella on vahvuudet ja heikkoudet.
-
Mikroripaiset putket
Pienet evät sisä- tai ulkopinnalla
Tyypillinen lämmönsiirron parannus: 30–60 % sileisiin putkiin verrattuna
Painehäviön nousu: 20–40 %
Sopii parhaiten: yksivaiheisiin{0}}nesteisiin, kohtalaiseen likaantumiseen
Huonoin: viskoosit nesteet (evät voivat vangita saostumia)
-
Kuoppaiset tai sisennetyt putket
Pinnan muodonmuutos aiheuttaa turbulenssia ilman teräviä reunoja
Tyypillinen parannus: 20–40 %
Painehäviön nousu: 15–30 %
Sopii parhaiten: nesteisiin, joissa on jonkin verran kiintoaineita (vähemmän vangitsemista kuin evät)
Huonoin: korkeapaineiset{0}}kaasut (paineen pudotusrangaistus on suuri)
-
Lanka-haavaa tai turbulaattorin sisäosat
Metalliset sisäosat sileissä putkissa
Tyypillinen parannus: 40–80 %
Painehäviön nousu: 50–100 % (voi olla julmaa)
Paras: matala{0}}virtaus, korkea-viskositeetti nesteille, joissa tarvitaan turbulenssia
Huonoin: kaikille palveluille, jotka vaativat säännöllistä puhdistusta
Olemme nähneet kaikkien kolmen toimivan hyvin oikeassa sovelluksessa. Olemme myös nähneet, että kaikki kolme epäonnistuvat, kun niitä käytetään väärin.
Se, jota emme käytä enää: Turbulaattorin sisäosat
Asensimme turbulaattorin sisäosat lämmönvaihdinsarjaan kemian tehtaalla. Tehtävänä oli jäähdyttää viskoosia polymeeriliuosta. Sisäosat antoivat meille tarvitsemamme turbulenssin-lämmönsiirron parantui 55 %.
Mutta lisäkkeet loivat myös virtausrajoituksia. Polymeeri alkoi kerrostua insertin pinnoille viikkojen kuluessa. 3 kuukauteen mennessä vaihdin oli likainen ja sisäosia oli mahdotonta puhdistaa. Meidän piti vetää putket ja poistaa sisäosat fyysisesti. Työ kesti 6 päivää.
Mitä opimme: turbulaattorin sisäosat sopivat erinomaisesti puhtaille nesteille. Kaikelle, mikä likaantuu tai jossa on hiukkasia, ne aiheuttavat enemmän ongelmia kuin ratkaisevat. Määritämme nyt vain lisäosat vähän-likaantuville, alhaisen-viskositeettisille palveluille.
Jos harkitset suurvuoputkia, suosittelemme:
Tarkista likaantumistekijäsi suunnittelusta. Jos sileän putken suunnittelussa käytetään likaantumiskerrointa yli 0,0002 (m²·K/W), suurivirtaiset putket likaantuvat todennäköisesti nopeammin kuin suunnittelusi olettaa.
- Suunnittele tiheämpi puhdistus – vähintään 1,5 kertaa sileäputkien tiheys.
- Varmista puhdistusmenetelmien yhteensopivuus – kemiallinen puhdistus toimii useimmille, mutta jos tarvitset mekaanista puhdistusta, korkeavirtausputket ovat ongelmallisia.
Suurvuoputkivaihtimien valintaluettelo
Ennen suurvuoputkien määrittämistä:
- Tehtävä ja tila – johtuuko suuri virta tarve (rajoitettu tila) vai mieltymys (halutaanko "uusinta teknologiaa")? Jos se on etusija, tarkista ensin talous.
- Nestetyyppi – puhtaat,{0}}likaamattomat nesteet ovat parhaita kandidaatteja. Likaantuneet nesteet ovat vaarallisia.
- Viskositeetti – korkean virtauksen parannukset auttavat eniten viskoosien nesteiden kanssa. Ne auttavat vähiten kaasujen kanssa.
- Painehäviön budjetti – onko sinulla vähintään 20–30 % ylimääräistä pumppupäätä? Jos ei, harkitse uudelleen.
- Puhdistusmenetelmä – vain kemiallinen puhdistus? Hyvä. Mekaaninen puhdistus? Vältä parannuksia, joissa on teräviä reunoja tai syviä uria.
- Takaisinmaksuaika – mikä on hyväksyttävää? High Flux -putkien on maksettava takaisin 3–5 vuodessa, jotta ne ovat perusteltuja. Jos takaisinmaksuaika on pidempi, lisää putket sen sijaan suurempaan kuoreen.
- Likaantumiskerroin – jos käytät korkeaa likaantumiskerrointa (yli 0,0002), korkeavirtausputket voivat olla väärä valinta.
- Myyjän historia – pyydä referenssejä vastaavissa sovelluksissa. Hanki suorituskykytietoja, ei vain esitteitä.