Principio y cálculo del intercambiador de calor, la razón por la que funciona el intercambiador de calor está aquí
Un intercambiador de calor es un dispositivo que transfiere parte del calor de un fluido caliente a un fluido frío, también conocido como intercambiador de calor. Los intercambiadores de calor desempeñan un papel importante en la producción química, petrolera, energética, alimentaria y muchas otras producciones industriales. A continuación se presenta el principio del intercambiador de calor para su referencia.
1. Principio de funcionamiento del intercambiador de calor
Las direcciones de flujo relativas de los fluidos en los intercambiadores de calor generalmente incluyen aguas abajo y contracorriente. Cuando fluye aguas abajo, la diferencia de temperatura entre los dos fluidos es mayor en la entrada, disminuye gradualmente a lo largo de la superficie de transferencia de calor y alcanza la diferencia de temperatura más pequeña en la salida. Durante el flujo a contracorriente, la diferencia de temperatura entre los dos fluidos a lo largo de la superficie de transferencia de calor se distribuye de manera más uniforme. Bajo la condición de que las temperaturas de entrada y salida de los fluidos frío y caliente sean constantes, cuando no hay cambio de fase entre los dos fluidos, la diferencia de temperatura promedio entre el flujo a contracorriente es la mayor y el flujo aguas abajo es la más pequeña.
Bajo la condición de completar la misma cantidad de transferencia de calor, el uso de contraflujo puede aumentar la diferencia de temperatura promedio y reducir el área de transferencia de calor del intercambiador de calor si el área de transferencia de calor permanece sin cambios; El uso de contraflujo puede aumentar la calefacción o reducir el consumo de fluido. El primero puede ahorrar costos de equipo y el segundo puede ahorrar costos operativos. Por lo tanto, el intercambio de calor a contracorriente debe utilizarse tanto como sea posible en el diseño o la producción.
Cuando ambos o uno de los fluidos frío y caliente cambian de fase (ebullición o condensación), dado que durante el cambio de fase sólo se libera o absorbe el calor latente de vaporización, la temperatura del fluido en sí no cambia , entonces el fluido Las temperaturas de entrada y salida son iguales, entonces la diferencia de temperatura entre los dos fluidos no tiene nada que ver con la selección de la dirección del flujo del fluido. Además de las dos direcciones de flujo, flujo directo y contraflujo, también existen direcciones de flujo como flujo cruzado y flujo deflector.
En el proceso de transferencia de calor, es una cuestión importante reducir la resistencia térmica en el intercambiador de calor de pared divisoria para mejorar el coeficiente de transferencia de calor. La resistencia térmica proviene principalmente de la fina capa de fluido adherida a la superficie de transferencia de calor en ambos lados de la pared divisoria (llamada capa límite) y de la capa de suciedad formada en ambos lados de la pared durante el uso del intercambiador de calor. La resistencia térmica de la pared metálica es relativamente pequeña.
El aumento del caudal y la turbulencia del fluido puede adelgazar la capa límite, reducir la resistencia térmica y aumentar el coeficiente de transferencia de calor. Sin embargo, aumentar el caudal de fluido aumentará el consumo de energía, por lo que se debe hacer una coordinación razonable entre la reducción de la resistencia térmica y la reducción del consumo de energía durante el diseño. Para reducir la resistencia térmica de la suciedad, intente retrasar la formación de suciedad y limpie la superficie de transferencia de calor con regularidad.
Generalmente, los intercambiadores de calor están fabricados con materiales metálicos, entre los cuales se utilizan principalmente acero al carbono y acero de baja aleación para fabricar intercambiadores de calor de media y baja presión; el acero inoxidable se utiliza principalmente en diferentes condiciones de resistencia a la corrosión. El acero inoxidable de temperatura también se puede utilizar como material resistente a altas y bajas temperaturas; el cobre, el aluminio y sus aleaciones se utilizan principalmente para fabricar intercambiadores de calor de baja temperatura; las aleaciones de níquel se utilizan en condiciones de alta temperatura, además de fabricar piezas de juntas; , se han comenzado a utilizar algunos materiales no metálicos adecuados para fabricar intercambiadores de calor resistentes a la corrosión de materiales no metálicos, como intercambiadores de calor de grafito, intercambiadores de calor fluoroplásticos e intercambiadores de calor de vidrio.
2. Selección y cálculo del intercambiador de calor de placas
Lo anterior presenta el principio del intercambiador de calor y la selección y cálculo del intercambiador de calor de placas. Espero que la información anterior le resulte útil. Estén atentos para más.