พื้นที่ผิวของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนไอน้ำคืออะไร?

เฮ้ ในฐานะซัพพลายเออร์ของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนไอน้ำฉันมักจะถูกถามเกี่ยวกับพื้นที่ผิวของอุปกรณ์ที่ดีเหล่านี้ ดังนั้นฉันคิดว่าฉันจะใช้เวลาสักครู่เพื่อทำลายมันให้คุณในแบบที่เข้าใจง่าย

ก่อนอื่นเรามาพูดถึงสิ่งที่เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนไอน้ำทำจริง ๆ กล่าวง่ายๆคืออุปกรณ์ที่ถ่ายโอนความร้อนจากของเหลวหนึ่ง (ในกรณีนี้ไอน้ำ) ไปยังของเหลวอื่น สิ่งนี้สามารถใช้เพื่อวัตถุประสงค์ที่หลากหลายเช่นน้ำให้ความร้อนสำหรับระบบทำความร้อนของอาคารหรือให้ความร้อนกับของเหลวในกระบวนการในอุตสาหกรรม

พื้นที่ผิวของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนไอน้ำเป็นปัจจัยสำคัญ ทำไม ยิ่งมีพื้นที่ผิวที่ใหญ่ขึ้นเท่าไหร่ก็ยิ่งสัมผัสกันมากขึ้นระหว่างไอน้ำและของเหลวอื่น ๆ การติดต่อที่เพิ่มขึ้นนี้ช่วยให้การถ่ายเทความร้อนมีประสิทธิภาพมากขึ้น คิดว่ามันชอบพยายามอุ่นเครื่องในวันที่อากาศหนาวเย็น หากคุณจับมือของคุณใกล้เปลวไฟเล็ก ๆ มันจะใช้เวลาสักครู่เพื่อให้อบอุ่น แต่ถ้าคุณกระจายมือของคุณออกไปบนพื้นผิวความร้อนที่ใหญ่ขึ้นเช่นหม้อน้ำร้อนคุณจะรู้สึกถึงความอบอุ่นเร็วขึ้นมาก

ตอนนี้เราจะคำนวณพื้นที่ผิวของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนไอน้ำได้อย่างไร? มีตัวแลกเปลี่ยนความร้อนบางประเภทและวิธีการคำนวณอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับการออกแบบ

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเปลือกหอยและท่อ

หนึ่งในประเภทที่พบมากที่สุดคือตัวแลกเปลี่ยนความร้อนเปลือกและท่อ ในการออกแบบนี้มีท่ออยู่ในเปลือกหอยขนาดใหญ่ ไอน้ำมักจะไหลผ่านท่อและของเหลวอื่น ๆ จะไหลไปรอบ ๆ ท่อในเปลือก

ในการคำนวณพื้นที่ผิวของหลอดเราใช้สูตรสำหรับพื้นที่ผิวของกระบอกสูบ สูตรสำหรับพื้นที่ผิวด้านข้างของหลอดเดียวคือ (a = \ pi dl) โดยที่ (d) คือเส้นผ่านศูนย์กลางของหลอดและ (l) คือความยาวของหลอด

สมมติว่าเรามีหลอดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 นิ้ว (แปลงเป็นเท้า (d = \ frac {1} {12}) ft) และความยาว 10 ฟุต การใช้สูตร (a = \ pi \ times \ frac {1} {12} \ times10 \ ประมาณ 2.62) ตารางฟุตสำหรับหลอดเดียว

หากมีให้พูด 100 หลอดในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนดังนั้นพื้นที่ผิวรวมของหลอด (ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของพื้นที่ผิวความร้อน - การถ่ายโอนพื้นที่ผิว) คือ (A_ {ทั้งหมด} = 100 \ Times2.62 = 262) ตารางฟุต

แต่เราต้องพิจารณาปลายท่อและความร้อนอื่น ๆ - พื้นผิวถ่ายโอนในเปลือก ปลายของหลอดมีพื้นที่ที่กำหนดโดย (a_ {end} = 2 \ times n \ times \ frac {\ pi d^{2}} {4}) โดยที่ (n) คือจำนวนหลอด สำหรับตัวอย่างของเราด้วย (n = 100) และ (d = \ frac {1} {12}) ft, (a_ {สิ้นสุด} = 2 \ times100 \ times \ frac {\ pi (\ frac {1} {12})^{2}}} นี่เป็นจำนวนที่ค่อนข้างน้อยเมื่อเทียบกับพื้นที่ผิวด้านข้างของหลอด แต่ยังคงมีส่วนช่วยให้พื้นผิวความร้อนโดยรวม - การถ่ายโอน

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแผ่น

อีกประเภทหนึ่งคือเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแผ่น สิ่งเหล่านี้ประกอบด้วยชุดแผ่นบาง ๆ ที่ซ้อนกันเข้าด้วยกัน ไอน้ำและการไหลของของไหลอื่น ๆ ในช่องทางอื่นระหว่างแผ่น

ในการคำนวณพื้นที่ผิวของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแผ่นก่อนอื่นเราจะวัดพื้นที่ของแผ่นเดียว หากแผ่นมีความยาว (L_P) และความกว้าง (W_P) พื้นที่ด้านหนึ่งของแผ่นคือ (a_p = l_p \ times w_p)

เนื่องจากการถ่ายเทความร้อนเกิดขึ้นทั้งสองด้านของแต่ละแผ่นพื้นที่ที่มีประสิทธิภาพของจานเดียวคือ (2 \ times l_p \ times w_p) จากนั้นหากมีแผ่น (n) ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนพื้นที่ผิวรวม (a = n \ times2 \ times l_p \ times w_p)

ตัวอย่างเช่นหากจานมีความยาว 2 ฟุตและกว้าง 1 ฟุตและมี 50 แผ่นจากนั้นพื้นที่ผิวรวม (a = 50 \ times2 \ times2 \ times1 = 200) ตารางฟุต

ปัจจัยที่มีผลต่อความต้องการพื้นที่ผิว

มีหลายปัจจัยที่กำหนดว่าพื้นที่ผิวของตัวแลกเปลี่ยนความร้อนไอน้ำต้องการเท่าใด

ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างไอน้ำและของเหลวอื่น ๆ นั้นใหญ่ หากความแตกต่างของอุณหภูมิมีขนาดใหญ่เราสามารถหนีไปได้ด้วยพื้นที่ผิวที่เล็กลงเนื่องจากอัตราการถ่ายเทความร้อนสูงขึ้น แต่ถ้าความแตกต่างของอุณหภูมิมีขนาดเล็กเราต้องการพื้นที่ผิวที่ใหญ่ขึ้นเพื่อให้ได้การถ่ายเทความร้อนในปริมาณเท่ากัน

อัตราการไหลของของเหลวก็มีความสำคัญเช่นกัน โดยทั่วไปอัตราการไหลที่สูงขึ้นจะต้องใช้พื้นที่ผิวมากขึ้นเพื่อให้แน่ใจว่าการถ่ายเทความร้อนสามารถติดตามได้

ประเภทของของเหลวที่ใช้เป็นอีกปัจจัยหนึ่ง ของเหลวบางอย่างดีกว่าในการถ่ายเทความร้อนมากกว่าสารอื่น ๆ ตัวอย่างเช่นน้ำเป็นความร้อนที่ดี - ถ่ายโอนสื่อดังนั้นเราอาจต้องการพื้นที่ผิวน้อยลงเมื่อใช้น้ำเมื่อเทียบกับของเหลวที่มีค่าการนำความร้อนต่ำกว่า

เหตุใดพื้นที่ผิวจึงมีความสำคัญสำหรับเราในฐานะซัพพลายเออร์

ในฐานะผู้จัดหาเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนไอน้ำการทำความเข้าใจพื้นที่ผิวเป็นสิ่งสำคัญ มันช่วยให้เราออกแบบและแนะนำตัวแลกเปลี่ยนความร้อนที่เหมาะสมสำหรับความต้องการของลูกค้า

หากลูกค้ามีกระบวนการอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ที่ต้องใช้การถ่ายเทความร้อนในอัตราที่สูงเราจะแนะนำตัวแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ ในทางกลับกันสำหรับการใช้งานขนาดเล็กเช่นระบบทำความร้อนที่อยู่อาศัยตัวแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีพื้นที่ผิวขนาดเล็กอาจเพียงพอ

นอกจากนี้เรายังนำเสนอผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องที่สามารถทำงานร่วมกับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนไอน้ำของเราได้ ตัวอย่างเช่นหากคุณกำลังมองหาโซลูชันการจัดเก็บเราสามารถแนะนำตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมเช่นถังเก็บอากาศอัด-ถังเก็บก๊าซพร้อมปั๊ม, และถังเก็บสแตนเลส- ถังเก็บข้อมูลเหล่านี้สามารถช่วยจัดการของเหลวที่เกี่ยวข้องในกระบวนการถ่ายเทความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

การเลือกที่ถูกต้อง

เมื่อคุณอยู่ในตลาดสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนไอน้ำสิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาปัจจัยเหล่านี้ทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับพื้นที่ผิว อย่าเพิ่งไปสำหรับตัวเลือกที่ถูกที่สุดหรือตัวเลือกที่มีสเป็คที่ใหญ่ที่สุด - เสียง

คิดถึงความต้องการเฉพาะของคุณในแง่ของความร้อน - ข้อกำหนดการถ่ายโอนพื้นที่ว่างสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและงบประมาณของคุณ ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราอยู่ที่นี่เสมอเพื่อช่วยให้คุณเลือกได้อย่างถูกต้อง เราสามารถทำการคำนวณโดยละเอียดตามพารามิเตอร์กระบวนการของคุณเพื่อกำหนดพื้นที่ผิวที่ดีที่สุดและออกแบบสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนไอน้ำของคุณ

หากคุณสนใจที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมหรือเริ่มกระบวนการจัดซื้อจัดจ้างเรายินดีที่จะได้ยินจากคุณ ไม่ว่าคุณจะเป็นธุรกิจขนาดเล็กที่ต้องการอัพเกรดระบบทำความร้อนหรือโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ที่ต้องการเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีประสิทธิภาพสูงเรามีความรู้และผลิตภัณฑ์เพื่อตอบสนองความต้องการของคุณ เพียงแค่เอื้อมมือมาหาเราและเราจะเริ่มการสนทนาเกี่ยวกับการค้นหาเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนไอน้ำที่สมบูรณ์แบบสำหรับคุณ

การอ้างอิง

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