เฮ้ เป็นซัพพลายเออร์ของเครื่องแลกเปลี่ยนเปลือกและความร้อนฉันได้จัดการกับสิ่งเหล่านี้ทั้งวันทั้งวัน หนึ่งในคำถามที่พบบ่อยที่สุดที่ฉันได้รับจากลูกค้าคือวิธีการเลือกปัจจัยการแก้ไขที่เหมาะสมสำหรับความแตกต่างของอุณหภูมิค่าเฉลี่ยลอการิทึม (LMTD) ในเครื่องแลกเปลี่ยนเปลือกและความร้อน ดังนั้นฉันคิดว่าฉันจะแบ่งปันข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับหัวข้อนี้
ก่อนอื่นเรามาพูดถึงความแตกต่างของอุณหภูมิลอการิทึม ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างของเหลวที่ร้อนและเย็นจะเปลี่ยนไปตามความยาวของเครื่องแลกเปลี่ยน LMTD เป็นวิธีการอธิบายถึงความแตกต่างของอุณหภูมิที่แตกต่างกันนี้และทำให้เรามีความแตกต่างของอุณหภูมิตัวแทนเดียวที่เราสามารถใช้ในการคำนวณการถ่ายเทความร้อนของเรา มันเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญเพราะช่วยให้เรากำหนดความร้อนที่สามารถถ่ายโอนได้ระหว่างของเหลวทั้งสอง
ตอนนี้ในเคาน์เตอร์ที่เหมาะ - ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนการไหลการคำนวณ LMTD นั้นค่อนข้างตรงไปตรงมา แต่ในเครื่องแลกเปลี่ยนเปลือกและความร้อนสิ่งต่าง ๆ มีความซับซ้อนมากขึ้น เครื่องแลกเปลี่ยนเปลือกและความร้อนมีรูปแบบการไหลที่ซับซ้อนมากขึ้นเมื่อเทียบกับตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบสองเท่าอย่างง่ายตัวแลกเปลี่ยนความร้อนท่อคู่สำหรับเครื่องกรองน้ำหรือตัวแลกเปลี่ยนความร้อนท่อคู่สำหรับปั๊มความร้อนแหล่งน้ำ- การไหลในตัวแลกเปลี่ยนเปลือกและความร้อนเป็นการรวมกันของการไหลและการไหลของการไหลซึ่งหมายความว่าเราจำเป็นต้องใช้ปัจจัยการแก้ไขกับ LMTD ที่คำนวณสำหรับตัวแลกเปลี่ยนการไหลของตัวนับ
ปัจจัยการแก้ไขซึ่งมักแสดงว่าเป็น F คือค่าระหว่าง 0 ถึง 1 มันอธิบายถึงการเบี่ยงเบนของรูปแบบการไหลจริงในเชลล์และตัวแลกเปลี่ยนความร้อนจากรูปแบบการไหลของเคาน์เตอร์ในอุดมคติ ค่าของ F ใกล้กับ 1 บ่งชี้ว่ารูปแบบการไหลในเปลือกและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนอยู่ใกล้กับตัวนับ - การไหลและการถ่ายเทความร้อนนั้นมีประสิทธิภาพ ในทางกลับกันค่า F ต่ำหมายความว่ารูปแบบการไหลนั้นอยู่ไกลจากตัวนับ - การไหลและประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนจะลดลง
ดังนั้นเราจะเลือกปัจจัยการแก้ไขที่เหมาะสมได้อย่างไร? ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์หลักสองตัว: อัตราส่วนอุณหภูมิ (R) และอัตราส่วนอัตราความจุความร้อน (P)
อัตราส่วนอุณหภูมิ R ถูกกำหนดเป็นอัตราส่วนของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของของเหลวเย็นต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของของเหลวร้อน ทางคณิตศาสตร์, (r = \ frac {t_ {h1} -t_ {h2}} {t_ {c2} -t_ {c1}}) โดยที่ (t_ {h1}) และ (t_ {h2}) และ c1} อุณหภูมิทางเข้าและทางออกของของเหลวเย็น
อัตราส่วนอัตราความจุความร้อน P ถูกกำหนดโดย (p = \ frac {t_ {c2} -t_ {c1}} {t_ {h1} -t_ {c1}})
เมื่อเราคำนวณค่าของ R และ P แล้วเราสามารถใช้แผนภูมิปัจจัยการแก้ไขเพื่อค้นหาค่าที่เหมาะสมของ F. แผนภูมิเหล่านี้มีอยู่ในตำราการถ่ายเทความร้อนและคู่มือวิศวกรรมส่วนใหญ่ พวกเขาจะถูกพล็อตด้วย R บนแกน x - และ p บนแกน y - และปัจจัยการแก้ไข F แสดงด้วยเส้นชั้นความสูง
ตัวอย่างเช่นหากคุณมีเชลล์ - และ - - ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนท่อที่มีหนึ่งผ่านเชลล์และผ่านสองหลอดคุณจะใช้ชุดของแผนภูมิปัจจัยการแก้ไขสำหรับการกำหนดค่านี้ จำนวนที่แตกต่างกันของเชลล์ผ่านและผ่านท่อมีแผนภูมิปัจจัยการแก้ไขที่แตกต่างกันเนื่องจากรูปแบบการไหลเปลี่ยนไปตามการกำหนดค่าเหล่านี้
สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าเมื่อเลือกปัจจัยการแก้ไขเราควรตั้งเป้าหมายสำหรับค่า F ที่มากกว่า 0.75 หาก F ที่คำนวณได้น้อยกว่า 0.75 อาจเป็นสัญญาณว่าการออกแบบของเชลล์และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนนั้นไม่มีประสิทธิภาพ ในกรณีเช่นนี้เราอาจต้องพิจารณาเปลี่ยนจำนวนของเปลือกผ่านหรือผ่านท่อหรือแม้แต่ประเภทของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนโดยสิ้นเชิง
อีกปัจจัยที่ควรพิจารณาเมื่อเลือกปัจจัยการแก้ไขคือปัจจัยที่เปรอะเปื้อน การเปรอะเปื้อนเกิดขึ้นเมื่อสะสมอยู่บนพื้นผิวการถ่ายเทความร้อนของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเมื่อเวลาผ่านไป สิ่งนี้จะช่วยลดประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนและยังสามารถส่งผลกระทบต่อรูปแบบการไหล หากคุณคาดหวังว่าการเปรอะเปื้อนอย่างมีนัยสำคัญในแอปพลิเคชันของคุณคุณอาจต้องปรับปัจจัยการแก้ไขเล็กน้อยเพื่ออธิบายถึงประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนที่ลดลง
เมื่อต้องรับมือกับของเหลวที่ไม่ใช่ - นิวตันในเครื่องแลกเปลี่ยนเปลือกและความร้อนสิ่งต่าง ๆ จะซับซ้อนยิ่งขึ้น ของเหลวที่ไม่ใช่นิวตันมีความหนืดที่เปลี่ยนแปลงด้วยอัตราการเฉือนซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อรูปแบบการไหลและการถ่ายเทความร้อน ในกรณีเหล่านี้อาจจำเป็นต้องใช้เทคนิคการสร้างแบบจำลองขั้นสูงเพื่อกำหนดปัจจัยการแก้ไขอย่างแม่นยำ
ในแอพพลิเคชั่นจริง - โลกฉันเห็นลูกค้าจำนวนมากทำผิดพลาดเมื่อเลือกปัจจัยการแก้ไข บางคนมองข้ามความสำคัญของการใช้แผนภูมิที่ถูกต้องสำหรับการกำหนดค่าเชลล์และหลอดเฉพาะของพวกเขา คนอื่น ๆ ไม่ได้คำนึงถึงการเปรอะเปื้อนหรือคุณสมบัติของของเหลวที่เกี่ยวข้อง สิ่งนี้สามารถนำไปสู่การคำนวณการถ่ายเทความร้อนที่ไม่ถูกต้องและในที่สุดการออกแบบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ไม่มีประสิทธิภาพ
ในฐานะซัพพลายเออร์เชลล์และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนฉันขอแนะนำให้ทำงานอย่างใกล้ชิดกับวิศวกรที่มีประสบการณ์เมื่อเลือกปัจจัยการแก้ไข วิศวกรสามารถช่วยคุณคำนวณอัตราส่วนอุณหภูมิและอัตราความจุความร้อนได้อย่างแม่นยำเลือกแผนภูมิปัจจัยการแก้ไขที่เหมาะสมและบัญชีสำหรับปัจจัยทั้งหมดที่อาจส่งผลกระทบต่อการถ่ายเทความร้อนในแอปพลิเคชันของคุณ
หากคุณอยู่ในตลาดสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนเปลือกและความร้อนที่มีคุณภาพสูงหรือต้องการคำแนะนำเพิ่มเติมเกี่ยวกับการเลือกปัจจัยการแก้ไขที่เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะของคุณอย่าลังเลที่จะเข้าถึง เราอยู่ที่นี่เพื่อช่วยให้คุณเลือกที่ถูกต้องและตรวจสอบให้แน่ใจว่าเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนของคุณทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ไม่ว่าคุณจะทำงานในโครงการชำระล้างน้ำหรือระบบปั๊มความร้อนแหล่งน้ำเรามีความเชี่ยวชาญและผลิตภัณฑ์เพื่อตอบสนองความต้องการของคุณ
ดังนั้นหากคุณสนใจที่จะพูดคุยเกี่ยวกับข้อกำหนดของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนต่อไปเราเป็นเพียงข้อความ มาคุยกันกันเถอะและดูว่าเราสามารถทำงานร่วมกันได้อย่างไรเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ดีที่สุดจากเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนของคุณ
การอ้างอิง
- Incropera, FP, & Dewitt, DP (2002) พื้นฐานของความร้อนและการถ่ายโอนมวล John Wiley & Sons
- Holman, JP (2002) การถ่ายเทความร้อน McGraw - Hill