Koji faktori će uticati na koeficijent prolaza toplote kućišta i cevi izmenjivača toplote?

1. Svojstva fluida
Toplotna provodljivost:
Što je veća toplotna provodljivost fluida, to je veći i njegov kapacitet prenosa toplote. Na primjer, toplotna provodljivost vode je mnogo veća od one u zraku, pa je koeficijent prijenosa topline obično veći kada se voda koristi kao medij za izmjenu topline. Različiti fluidi, kao što su nafta i gas, imaju velike razlike u toplotnoj provodljivosti, što će značajno uticati na koeficijent prenosa toplote izmenjivača toplote.
Toplotna provodljivost se također može promijeniti kada tekućina sadrži nečistoće ili aditive. Na primjer, dodavanje pojačivača toplinske provodljivosti kao što su nanočestice u vodu može povećati toplinsku provodljivost vode, a time i koeficijent prijenosa topline.
Specifični toplotni kapacitet:
Fluidi sa velikim specifičnim toplotnim kapacitetom mogu apsorbovati ili osloboditi više toplote kada se temperatura promeni, što pomaže da se poveća koeficijent prenosa toplote. Na primjer, voda ima veliki specifični toplinski kapacitet i može efikasnije prenositi toplinu tokom izmjene topline. Nasuprot tome, neke organske tekućine imaju mali specifični toplinski kapacitet i mogu imati relativno nizak koeficijent prijenosa topline.
Na specifični toplotni kapacitet fluida utiču i temperatura i pritisak. U različitim radnim uslovima, specifični toplotni kapacitet fluida se može promeniti, što zauzvrat utiče na koeficijent prenosa toplote.
viskoznost:
Visoko viskozni fluidi će proizvesti veći otpor protoka tokom procesa protoka, smanjiti brzinu protoka, na taj način oslabiti efekat konvektivnog prenosa toplote i smanjiti koeficijent prenosa toplote. Na primjer, tekućine visokog viskoziteta kao što je teška nafta obično imaju niži koeficijent prijenosa topline u izmjenjivačima topline s ljuskom i cijevi.
Viskoznost se takođe menja sa temperaturom. Općenito govoreći, kako temperatura raste, viskoznost se smanjuje, učinak konvektivnog prijenosa topline se povećava, a koeficijent prijenosa topline se može povećati.
2. Stanje protoka
Brzina protoka:
Povećanjem protoka fluida može se povećati turbulencija fluida, smanjiti debljina graničnog sloja, a samim tim i povećati koeficijent prenosa toplote. U izmjenjivaču topline s školjkom i cijevi, brzina protoka fluida se može povećati povećanjem snage pumpe ili podešavanjem veličine cijevi.
Međutim, povećanje brzine protoka će također povećati otpor protoka i povećati potrošnju energije pumpe. Stoga je potrebno uravnotežiti učinak prijenosa topline i potrošnju energije te odabrati odgovarajući protok.
Stupanj turbulencije:
Fluid u turbulentnom stanju ima veći koeficijent prenosa toplote. Turbulencija tekućine može se unaprijediti postavljanjem pregrada, promjenom rasporeda snopova cijevi i drugim metodama. Na primjer, upotreba spiralnih pregrada može učiniti da tekućina formira spiralni tok u ljusci, poboljšati turbulenciju i poboljšati koeficijent prijenosa topline.
Nasuprot tome, koeficijent prijenosa topline je manji u laminarnom stanju. Prilikom projektovanja izmjenjivača topline, područja laminarnog toka treba izbjegavati što je više moguće kako bi se poboljšala ukupna učinkovitost prijenosa topline.
3. Struktura izmjenjivača topline
Veličina i oblik cijevi za izmjenu topline:
Veličina (kao što je prečnik cevi, dužina cevi) i oblik cevi za izmenu toplote će uticati na koeficijent prenosa toplote. Uopšteno govoreći, cijevi za izmjenu topline manjeg promjera imaju veći omjer površine i zapremine, što može poboljšati koeficijent prijenosa topline. Na primjer, u nekim malim izmjenjivačima topline, upotreba cijevi za izmjenu topline tankih stijenki i malog promjera može značajno poboljšati efikasnost prijenosa topline.
Posebni oblici cijevi za izmjenu topline, kao što su valovite cijevi, spiralne cijevi, itd., mogu povećati turbulenciju i područje prijenosa topline fluida, čime se poboljšava koeficijent prijenosa topline.
Razmak i raspored cijevi:
Razmak i raspored cijevi će utjecati na protok i prijenos topline fluida. Razuman razmak između cijevi može osigurati da tekućina može potpuno teći u kućištu, izbjeći mrtve zone i poboljšati koeficijent prijenosa topline. Na primjer, cijevi za izmjenu topline raspoređene u jednakostraničnim trouglovima imaju veće koeficijente prijenosa topline od cijevi za izmjenu topline raspoređenih u kvadrate, jer raspored jednakostraničnog trougla može formirati složeniji put za tekućinu u ljusci i povećati stepen turbulencije.
Premali razmak cijevi može dovesti do povećanog otpora protoka, dok će preveliki razmak cijevi smanjiti površinu prijenosa topline i smanjiti koeficijent prijenosa topline.
Postavka pregrade:
Postavljanje pregrada može promijeniti smjer protoka tečnosti, povećati stepen turbulencije fluida i poboljšati koeficijent prenosa toplote. Parametri kao što su razmak, oblik i visina zareza pregrada će uticati na efekat prenosa toplote. Na primjer, pramčane pregrade su uobičajeni oblik pregrade u izmjenjivačima topline s školjkom i cijevi. Razuman odabir razmaka i visine zareza pramčanih pregrada može stvoriti dobru turbulenciju u ljusci i poboljšati koeficijent prijenosa topline.
4. Prljanje i korozija
Toplotna otpornost na zagađivanje:
Kako izmjenjivač topline radi, nečistoće, sedimenti itd. u tekućini će formirati zaprljanje na površini cijevi za izmjenu topline, povećavajući toplinski otpor i smanjujući koeficijent prijenosa topline. Veličina termičke otpornosti obrastanja ovisi o faktorima kao što su priroda, debljina i toplinska provodljivost onečišćenja.
Na primjer, u nekim područjima sa lošim kvalitetom vode, površina cijevi za izmjenu topline u kućištu i cijevnom izmjenjivaču topline je sklona kamencu, što rezultira smanjenjem koeficijenta prijenosa topline. Kako bi se smanjila termička otpornost prljanja, mogu se poduzeti mjere kao što su redovno čišćenje i dodavanje sredstava protiv kamenca.
korozija:
Korozija će oštetiti površinu cijevi za izmjenu topline i smanjiti koeficijent prijenosa topline. U isto vrijeme, proizvodi korozije također mogu formirati prljavštinu na površini cijevi za izmjenu topline, dodatno povećavajući toplinsku otpornost. Na primjer, u nekim visoko korozivnim sredinama, kao što je hemijska industrija, izmjenjivači topline s školjkom i cijevi moraju koristiti materijale otporne na koroziju ili poduzeti mjere protiv korozije kako bi se smanjio utjecaj korozije na koeficijent prijenosa topline.
Ukoliko želite da saznate faktore koji utiču na koeficijent prolaza toplote kućišta i cevi izmjenjivača topline, možete se konsultovati sa našim profesionalnim tehničarima, mi ćemo Vam svesrdno služiti 24 sata na dan!