BỘ TRAO ĐỔI NHIỆT DẠNG ỐNG VÀ VỎ

Bài 3: Giải Pháp Giải Nhiệt dầu bằng bộ giải nhiệt dạng ống.

Bộ giải nhiệt có nhiều hình dạng và kích cỡ. Để phân loại thiết bị trao đổi nhiệt dễ dàng hơn, chúng thường được chia thành các nhóm dựa trên đặc điểm thiết kế và vận hành. Một trong những đặc điểm như vậy là kiểu dòng chảy.

Có ba loại dòng chảy chính, đó là dòng song song, dòng ngược và dòng chéo. Do những cân nhắc về thiết kế và ứng dụng của bộ trao đổi nhiệt, hiếm khi bộ trao đổi nhiệt chỉ là một trong những loại dòng chảy này, thường chúng là sự kết hợp của một số loại dòng chảy, ví dụ: ngược dòng chảy chéo.

Dòng chảy song song

Dòng chảy song song xảy ra khi cả môi chất bên vỏ và bên ống đi vào thiết bị trao đổi nhiệt từ cùng một đầu của thiết bị trao đổi nhiệt và chảy sang đầu đối diện của thiết bị trao đổi nhiệt. Sự thay đổi nhiệt độ (delta T / ΔT) trên hai môi trường là bằng nhau đối với cả hai, tức là chúng đều tăng hoặc giảm một lượng nhất định. Lưu ý rằng nhiệt độ đầu ra cho cả hai môi chất có xu hướng hội tụ và không thể làm mát dưới điểm này mặc dù nhiệt độ đầu vào chất lỏng lạnh hơn thấp hơn nhiệt độ hội tụ (nhiệt độ hội tụ trên biểu đồ dưới đây là khoảng 80 ° C).

Dòng chảy ngược

Bộ trao đổi nhiệt ngược dòng (còn được gọi là ngược dòng) có hai môi chất chảy theo hướng ngược chiều (cách nhau 180 °) với nhau. Mỗi môi chất chảy đi vào thiết bị trao đổi nhiệt ở hai đầu đối diện và được thải ra ở hai đầu đối diện. Vì môi chất lạnh đi ra khỏi bộ trao đổi nhiệt dòng ngược ở cuối nơi môi chất nóng đi vào bộ trao đổi nhiệt, chất lỏng mát hơn sẽ tiếp cận nhiệt độ đầu vào của chất lỏng nóng; điều này làm cho điện thế T delta lớn hơn nhiều so với điện thế của thiết bị trao đổi nhiệt dòng song song. Bộ trao đổi nhiệt dòng ngược là loại thiết bị trao đổi nhiệt hiệu quả nhất.

Dòng chảy chéo

Bộ trao đổi nhiệt dòng chảy chéo có một môi chất chảy vuông góc (ở 90 °) qua môi trường kia. Bộ trao đổi nhiệt dòng chảy chéo thường được tìm thấy trong các ứng dụng mà một trong các chất lỏng thay đổi trạng thái (dòng 2 pha). Ví dụ, bình ngưng của hệ thống hơi nước, trong đó hơi thoát ra khỏi tuabin đi vào phía vỏ bình ngưng, và nước mát chảy trong các ống sẽ hấp thụ nhiệt từ hơi nước, ngưng tụ thành nước. Một lượng lớn hơi có thể được ngưng tụ bằng cách sử dụng loại dòng trao đổi nhiệt này.

Một và Nhiều Lần

Một cách tiết kiệm và hiệu quả để tăng hiệu suất của bộ trao đổi nhiệt là đưa các môi chất chảy tiếp xúc với nhau nhiều lần. Mỗi khi môi trường này truyền qua môi trường kia, nhiệt lượng được trao đổi

Khi một môi chất chảy chỉ đi qua môi chất kia một lần, nó được gọi là thiết bị trao đổi nhiệt ‘một lần’.

Khi một môi chất chảy qua môi chất kia nhiều hơn một lần, nó được gọi là thiết bị trao đổi nhiệt ‘nhiều luồng’.

Nhiều đường chuyền trong các ống

Thông thường, bộ trao đổi nhiệt nhiều tầng đảo ngược dòng chảy trong ống bằng cách sử dụng một hoặc nhiều bộ uốn cong chữ “U” trong ống. U uốn cong cho phép chất lỏng chảy qua lại trên chiều dài của bộ trao đổi nhiệt. Loại thiết bị trao đổi nhiệt này được gọi là thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống và vỏ ống chữ U.

 

 

Cũng có thể đảo ngược dòng chảy qua các ống bằng cách sử dụng phía dưới hoặc phía trên của bó ống cho một lần đi qua, và phía đối diện cho lần đi tiếp theo. Vì vậy, mỗi nửa của một bó ống tương đương với một lần đi qua.

Multi-Pass In The Shell

Phương pháp thứ hai để đạt được nhiều lần vượt qua là chèn các vách ngăn ở phía vỏ của bộ trao đổi nhiệt. Những điều này hướng chất lỏng bên vỏ qua lại các ống để đạt được hiệu ứng đa dòng.

 

ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM

Ưu điểm

·        Giá rẻ so với thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm.

·        Thiết kế tương đối đơn giản và dễ bảo trì.

·        Thích hợp với áp suất và nhiệt độ cao hơn so với bộ trao đổi nhiệt dạng tấm.

·        Giảm áp suất (delta P / ΔP) nhỏ hơn thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm.

·        Dễ dàng tìm kiếm và cách ly các ống rò rỉ.

·        Các ống có thể được ‘thành đôi’ để giảm khả năng chất lỏng bên vỏ bị rò rỉ vào chất lỏng bên ống (hoặc ngược lại).

·        Dễ dàng lắp đặt các cực dương hy sinh.

·        Không dễ bị hôi như thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm.

Nhược điểm.

·        Ít hiệu quả hơn bộ trao đổi nhiệt dạng tấm.

·        Yêu cầu thêm không gian để mở và tháo ống.

·        Không thể tăng công suất làm mát, nhưng có thể tăng khả năng trao đổi nhiệt dạng tấm.