传热设备被发现是有用的广泛的工业。它们可以广义地定义为用于从热介质向冷介质传热的设备。换热器的设计和结构的换热设备有很大的不同,这取决于他们使用的应用和所涉及的换热介质。
传热设备的效率
控制传热效率的一些基本参数。
1.温差-所涉及的介质之间的高温差异,通过增加热流,确保高效传热。
2.流体的性质-流体特性,如粘度电导率,密度在…中起关键作用热交换器效率传热系数的确定。
3.类型的流-通常,涉及传热的介质是连续流动的。这些流动可以彼此平行(并流),也可以彼此方向相反(逆流),或者彼此近似垂直(横流)。两种介质之间的温差随位置的变化而变化,沿流动的长度。反向电流通过确保高的整体温差(通过LMTD测量)提供最佳效率。
4.表面积-可用于传热的高表面积意味着在相同的热流条件下,传热效率更高。强化传热区域可以通过在传热表面上使用鳍片来实现。
5.动荡-高湍流意味着流体中更容易通过对流传热。由于对流换热是一种比导热更有效的换热方式,可以利用湍流来提高换热效率。
不同类型的热交换器
不同的传热设备的类型热交换器在过程工业中得到了广泛的应用。具体换热器类型的选择取决于几个因素-
- 主要目标——例如,加热或冷却特定的“工艺流体”
- 可用的设施-例如,空气,冷水,蒸汽,热水,电,燃料等。
- 热和冷液体的类型——它们是液体还是气体?两者的操作压力是多少?
- 可用空间,对于紧凑和隐蔽的空间,可能需要特殊紧凑的热交换器
- 热和冷蒸汽的流量
- 所需传热率
- 化学成分如何和冷流体-设计可能的腐蚀
传热设备设计中的商业因素
还有一些其他的因素,这些因素与传热无关,但仍然控制着热交换器的设计。
1.资本成本,大型热交换器可以进行传热,即使是非常小的温差,但它们的成本更高。
2.运营成本-在管壳式交换器中,可以使用小直径的管来增加可用于传热的表面积。但是,小直径也意味着更高管子上的压降导致更高的运营成本。
3.材料-取决于流体的类型及其腐蚀性在美国,必须选择合适的材料来建造一个热交换器,即使不能保证最大的传热。此外,在管壳式换热器,你可以有不同的材料为壳和管的侧面。一般来说,这是一个很好的实践将腐蚀性流体放在管侧,所以你可以有更好的耐腐蚀材料的管子。
4.流体相-不同类型的交换器用于不同阶段的流体,甚至相变,如冷凝器,锅炉,风冷交换器等。
更多的传热设备的例子
- 暖通空调系统-采暖、通风和空调系统负责室内空气的加热和冷却(通过空调),以保持舒适的室内温度。因此,暖通空调系统是用不同种类的传热设备建造的。通风是暖通空调的另一个重要元素。