Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống gợn sóng

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống gợn sóng là gì?

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống gợn sóng hày còn gọi là Corrugated tube heat exchanger là ống có rãnh xoắn ốc thu được từ ống trơn bằng cách tạo hình nguội. Có thể thay đổi số lần bắt đầu của vòng xoắn cũng như góc để tối ưu hóa quá trình truyền nhiệt và hiệu suất.

Hơn nữa, các tính chất cơ học của ống trơn ban đầu không bị suy giảm, điều này đã được TUV công nhận. (Công ty chứng nhận độc lập của Đức được công nhận trên toàn thế giới).

Ưu điểm và tính năng chính của thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống lượn sóng

• Thiết kế vệ sinh của thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống lượn sóng
• Khả năng thoát nước tương tự như ống trơn, vì không có vùng chết.
• Các dạng hình học gấp nếp khác nhau cho thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống có nếp nhăn
• Ống nếp gấp cứng. Cho phép đạt được sự cải thiện rất cao về hệ số truyền nhiệt, bù đắp cho sự gia tăng tổn thất áp suất vốn có.
• Ống nếp gấp mềm. Trung gian giữa thiết kế ống trơn và ống nếp gấp cứng cải thiện khả năng truyền nhiệt ở mức độ thấp hơn nhưng giảm áp suất thấp hơn.

Ưu điểm lớn nhất của nếp gấp là tăng cường độ nhiễu loạn của chất lỏng khi chảy qua săm, điều đó có nghĩa là dòng chảy rối có thể diễn ra ngay cả với số Reynolds thấp. Trên thực tế, trong khi đối với ống trơn, chế độ chuyển tiếp giữa dòng chảy tầng và dòng chảy rối là khoảng 2000-2500, thì trong ống lượn sóng, quá trình chuyển đổi này có thể nằm gần Reynolds 500.

• Hệ số truyền nhiệt cao hơn trong thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống có nếp nhăn
• Diện tích trao đổi thấp hơn trong Corrugated tube heat exchanger
• Trong một số trường hợp, một nửa diện tích cần thiết với các ống trơn.
• Xử lý nhiệt homogeneus trong bộ trao đổi nhiệt dạng ống lượn sóng
• Do khả năng trộn được tăng cường bởi các nếp gấp.
• Ít tắc nghẽn hơn trong các thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống gợn sóng
• Do hiệu ứng tự làm sạch được cung cấp bởi các mức nhiễu loạn cao hơn.
• Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống gợn sóng có thời gian truyền nhiệt thấp hơn
• Không dừng lại để làm sạch, có phản ứng cao hơn với CIP.
• Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống lượn sóng có thời gian vận hành lâu hơn
• Không dừng lại để làm sạch, có phản ứng cao hơn với CIP.

Vì sao sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống gợn sóng - Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống lượn sóng

Mặc dù bộ trao đổi nhiệt dạng tấm vẫn thường được sử dụng cho các chất lỏng nhớt đơn giản như nước, sữa và một số loại dầu loãng, nhưng đối với hầu hết các ứng dụng khác, thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống gợn sóng là lựa chọn ưu tiên. Hiện có nhiều loại thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống khác nhau (chẳng hạn như không gian hình khuyên, ống đôi và nhiều ống), nhưng ảnh hưởng lớn nhất đến hiệu quả là loại ống được sử dụng, thay vì cấu hình - Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống lượn sóng truyền nhiệt hiệu quả hơn ống trơn và có một số lợi ích khác.

Một ưu điểm của ống lượn sóng là chúng ngăn không cho chất lỏng nhớt và huyền phù hình thành lớp ranh giới cách điện trên bề mặt ống.

Tăng hiệu quả

Khi một chất lỏng đi qua một ống, một số thứ ảnh hưởng đến cách nó di chuyển, chẳng hạn như áp suất, bản chất của chất lỏng (độ nhớt của nó) và thiết kế của thành ống. Trong một ống trơn, chất lỏng thường đi theo một đường trơn, trong đó các phần tử tạo nên chất lỏng không cản trở lẫn nhau. Điều này được gọi là dòng chảy tầng. Tuy nhiên, khi dòng chảy trôi chảy bị gián đoạn, các vùng xoáy nhỏ hình thành trong chất lỏng và sự nhiễu loạn xảy ra. Không ngạc nhiên, điều này được gọi là dòng chảy rối.

Sự nhiễu loạn làm cho thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống có nếp nhăn hiệu quả hơn bằng cách ngăn các vật liệu nhớt (dày) dính vào thành ống, nơi chúng có thể đóng vai trò cách nhiệt và ngăn cản sự truyền nhiệt hiệu quả (được gọi là lớp biên). Nó cũng ngăn các vật liệu ở dạng huyền phù rơi ra khỏi chất lỏng mang và có tác dụng tương tự. Đây là lợi ích chính của ống lượn sóng.

Không gian chiếm dụng nhỏ hơn

Do corrugated tube heat exchanger có tốc độ truyền nhiệt cao hơn so với ống trơn có cùng chiều dài nên bộ trao đổi nhiệt có thể được làm nhỏ hơn. Ví dụ: nếu các nếp gấp làm tăng khả năng truyền nhiệt lên 10% so với ống trơn, thì thiết bị có thể được làm ngắn hơn 10% so với ống trơn tương đương trong khi vẫn mang lại hiệu suất như nhau. Hiệu suất nhiệt tăng lên – có thể gấp ba lần so với bộ trao đổi nhiệt dạng ống trơn – cũng có nghĩa là cần ít không gian hơn để đạt được cùng mức truyền nhiệt. Do đó, tùy thuộc vào ứng dụng, Corrugated tube heat exchanger có thể có kích thước bằng một nửa so với ống trơn tương đương. Đây là lý do tại sao các bộ trao đổi nhiệt của ABM thường được chỉ định để lắp đặt ở những nơi không gian bị hạn chế.

Thời gian chạy lâu hơn

Việc ngăn chặn sự hình thành lớp ranh giới trong ống không chỉ làm tăng hiệu suất nhiệt của thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống gợn sóng mà còn giảm thời gian ngừng hoạt động cần thiết để tiếp tục loại bỏ lớp này. Do đó, thời gian vận hành giữa các chu kỳ làm sạch với ống lượn sóng thường dài hơn nhiều so với ống trơn, làm tăng thêm hiệu quả tổng thể của quy trình.

Bảo trì và làm sạch dễ dàng hơn

Đối với một số loại vật liệu nhớt, một thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống có nếp nhăn cung cấp đủ dòng chảy rối để ngăn chặn sự cần thiết phải khuấy động cơ học, chẳng hạn như trong bộ trao đổi nhiệt có bề mặt bị cạo hoặc trục vít. Không có bộ phận chuyển động, ống lượn sóng dễ làm sạch và bảo trì hơn nhiều, đồng thời có thể đáng tin cậy hơn so với bộ trao đổi nhiệt bề mặt cạo, mặc dù có những ứng dụng mà bộ trao đổi nhiệt bề mặt cạo là lựa chọn tốt hơn.

Khi được kết hợp với nhau, lợi ích của thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống lượn sóng là rất đáng kể. Hiệu quả truyền nhiệt tăng lên, đặc biệt là ở tốc độ dòng chảy cao hơn, có nghĩa là cần ít diện tích truyền nhiệt hơn, vì vậy chúng tôi có thể tạo ra các thiết kế ngắn hơn, nhỏ gọn hơn và chi phí sản xuất cũng rẻ hơn.