Методы достижения интенсификации теплообмена в теплообменном оборудовании
Методы достижения интенсификации теплообмена в теплообменном оборудовании – статьиВедущий завод теплообменного оборудования в РФ
- Вся разрешительная документация
- Гибкая система скидок
- Собственное производство
Для промышленных и коммунальных предприятий одной из основных задач является повышение эффективности работы теплообменников. Решить данную проблему на основе уже установленных агрегатов возможно либо с применением уже испытанных методов, либо за счет поиска новых возможностей, способствующих интенсификации теплообмена в теплообменном оборудовании. На настоящий момент существует ряд разработанных и опробованных способов, которые позволят достигнуть стабильности работы теплообменников и увеличить их производительность.
Для увеличения теплообмена могут быть использованы следующие методы:
- Применение в теплообменных аппаратах ультразвука. Этот метод позволяет значительно повысить тепловой поток, но в то же время приводит к разгерметизации теплообменника.
- Увеличение разности температур между теплоносителем и поверхностью материала за счет увеличения температуры теплоносителя. Данный метод вполне эффективен и широко распространен, несмотря на то, что возрастающий перепад температур между поверхностью и центром объекта препятствует движению влаги к поверхности.
- Использование вибрации для теплообменных поверхностей. Вибрация позволяет увеличить теплосъем до 20% с единицы поверхности в том случае, если существуют небольшие тепловые потоки.
- Наложение пульсации давления может увеличить теплосъем с единицы поверхности до 80%. Но дело в том, что этот метод предполагает настройку теплообменника на резонансную частоту, и даже незначительное отклонение от нее полностью обесценит все усилия по интенсификации.
- Ореберение наружной области трубок. Замена труб круглого сечения в теплообменнике на витые трубы позволяет не только повысить эффективность теплообмена, но и уменьшить массу аппарата. Оребрение пучков труб увеличивает теплообменную поверхность до 20 раз, что позволяет им при сохранении размеров работать намного продуктивнее.
- Установка механических турбулизирущих вставок. Этот метод считается наиболее простым и эффективным, поскольку вставки никак не влияют на герметичность и надежность работы аппарата.
Стоит учитывать, что интенсификация теплоотдачи вызывает рост затрат энергии, необходимой для преодоления возрастающего гидравлического сопротивления. Поэтому перед тем как обращаться к методам повышения теплообмена, стоит задуматься о целесообразности данного проекта, обратившись к показателям энергетической эффективности. Не стоит забывать, что рост интенсивности теплоотдачи должен быть согласован с повышением гидравлических сопротивлений.
Зачастую высокая эффективность достигается за счет комбинирования различных методов.
Поэтому стоит обратить особое внимание на сочетание приведенных выше приемов со стандартными и необходимыми для увеличения теплообмена правилами эксплуатации оборудования:
- Предотвращение загрязнений и профилактика аппаратов от образования солей, шлама и коррозии. Для этого применяется химическая или физическая очистка: в первом случае с использованием специальных средств очистки, во втором – путём очищения непосредственно теплоносителя от посторонних веществ или примесей, способных привести к накоплению отложений.
- Продувка труб устранит накопившиеся газы, значительно снижающие процесс теплообмена при конденсации пара.
При выборе наиболее подходящего метода стоит учитывать не только ожидаемую эффективность, но и обратиться к дополнительным факторам, таким как:
- прочность используемого оборудования,
- универсальность для различных теплоносителей,
- степень загрязняемости поверхностей,
- специфические параметры эксплуатации.
Интенсификация теплообмена также позволит сократить размеры кожухотрубных теплообменников.
Разумное увеличение скорости теплообмена может быть использовано на пути к снижению размеров и массы оборудования – интенсификация позволит сократить габариты в полтора-два раза, в той же степени уменьшив и металлоемкость, сохранив при этом эффективность работы теплообменника.
Как показывает опыт различных предприятий, внедрение методов интенсификации позволят достигнуть значительного увеличения эффективности работы теплообменного оборудования. Такое улучшение ведет, в свою очередь, к заметному сокращению эксплуатационных затрат и экономии средств предприятия.
Возможно, Вас заинтересуют:
- Пластинчатые теплообменники
- Кожухотрубные теплообменники
- Грязевики горизонтальные
- Грязевики вертикальные
теория тепла, обслуживание
09.04.2014, 8076 просмотров.
17
февраля
Выставка AQUATHERM Moscow 2023
С 14 по 17 февраля 2023 года в Крокус Экспо прошла 27-я международная выставка оборудования, технологий и услуг — Aquatherm Moscow.
Крупнейшая выставка в России комплексных инженерных решений для отопления, водоснабжения, канализации, вентиляции для коммерческих и промышленных объектов.
26
декабря
Завод Триумф поздравляет с 2023 годом!
Компания Завод Триумф» поздравляет всех с наступающим Новым годом! Пусть следующий год станет для всех радостным, удачным, плодотворным и запоминающимся. Пусть он принесет много прекрасных мгновений и воплотит все мечты в реальность!
22
декабря
Актуальная продукция каталога Завода Триумф
В каталоге завода «Триумф» представлены подогреватели сетевой воды ПСВ и подогреватели низкого давления типа ПН — одни из наиболее востребованных товаров нашего предприятия. Расскажем подробнее о каждом из них.
Система управления сайтом HostCMS v. 5
ПОИСК ЗАКАЗА
Интенсификация теплообмена в каналах теплообменных аппаратов и АВО
Posted By: 18891 Views 0 Comment
Содержание
- 1 Пассивные и активные методы
- 2 Способы интенсификации в каналах
- 3 Примеры интенсификации в ТА
- 3. 1 Кожухотрубные аппараты (трубное пространство)
- 3.2 Кожухотрубные аппараты (межтрубное пространство)
- 3.
- 4 Примеры интенсификации в АВО
1 Кожухотрубные аппараты (трубное пространство)Пассивные и активные методы
В настоящий момент существует большое количество методов интенсификации теплообмена, которые различаются степенью интенсификации и увеличением гидравлического сопротивления в аппарате.
Все методы интенсификации теплообмена можно разделить на:
- Пассивные – не требуют подвод дополнительной энергии
- Активные – требуют подвод дополнительной энергии
Наиболее широко распространены пассивные методы, которые не требуют подвода дополнительной энергии для их работы в отличие от активных – вибрации, вращения теплообменной поверхности, акустических, электростатических полей и др.
Способы интенсификации в каналах
Говоря об интенсификации в каналах теплообменных аппаратов, имеют ввиду интенсификацию конвективного теплообмена.
Основными способами интенсификации конвективного теплообмена в теплообменных аппаратах являются:
- Изменение термического сопротивления.
- Изменение скорости потока.
- Использование развитых поверхностей теплообмена путем оребрения и ошиповки. Оребрение поверхности применяется со стороны теплоносителя, обладающего меньшим коэффициентом теплоотдачи. Оребрение поверхности теплообмена целесообразно не только по высоким значениям коэффициента теплопередачи, но и по весовым показателям, так как поверхность оребрения, в 5-10 раз превосходящая несущую поверхность трубок, не подвержена давлению, а поэтому оребрение изготавливается из более тонкого материала, чем трубки, тем самым обеспечивается значительный весовой эффект.
- Воздействием на поток с целью его искусственной турбулизации. При значениях критерия Рейнольдса, соответствующих ламинарному и переходному режимам за счет искусственной турбулизации достигаются значения коэффициента теплоотдачи, характерные для развитого турбулентного потока.
Однако эффективность искусственной турбулизации потока с увеличением значения критерия Рейнольдса снижается, при этом темп роста сопротивления превалирует над темпом роста теплоотдачи.
Примеры интенсификации в ТА
Кожухотрубные аппараты (трубное пространство)
Интенсификация трубного пространства кожухотрубных аппаратов выполняется либо в виде металлических вставок, либо в виде изменения стенки трубы с гладкой на профилированную путем ее деформации.
Такие меры интенсификации приводят к созданию псевдотурболизации потока, изменению его тангенсальной скорости, созданию различных вихрей.
Витая лента
Профилированные трубы
Витые трубы
Кожухотрубные аппараты (межтрубное пространство)
Интенсификация межтрубного пространства осуществляется посредством установки различных перегородок, которые создают перпендикулярное направление при обтекании пучка труб потоком.
Примеры интенсификации в АВО
Интенсификация трубного пространства АВО аналогична КТА (см. выше).
Рассмотрим лишь различные виды оребрения с дополнительной интенсификацией в виде надрезов и перфорации ребер.
Интенсификация теплообмена | ЦИК энергоГУНЭ
НАУЧНЫЙ ДИРЕКТОР
В Системы накопления тепловой энергии (ТЭС) , мощность и мощность находятся в явном противопоставлении. Достижение плотности энергии, значительно превышающей плотность энергии современных систем хранения явного тепла, использующих скрытую теплоту или технологии термохимического хранения, влечет за собой серьезные ограничения с точки зрения мощности. Аналогичная проблема возникает в аккумуляторных батареях, микроэлектронных устройствах и электрооборудовании, где увеличение емкости и мощности должно сопровождаться разработкой все более эффективных систем охлаждения. Эта группа посвящена экспериментальному и численному исследованию инновационных решений по интенсификации теплопередачи для решения новых задач сверхкомпактных ТЭС и управления тепловым режимом аккумуляторов, электронных и электрических систем.
Микрофлюидика для хранения энергии. В микрожидкостном мире по мере того, как размеры жидкости уменьшаются до микромасштаба, ее удельная площадь поверхности увеличивается, что приводит к поведению, отличному от поведения макроскопических жидкостей, которое можно охарактеризовать тремя основными явлениями: высокоэффективным массо-теплообменом, относительным преобладанием вязких сил над инерционными и значительными поверхностными эффектами. Эти функции изучаются и используются в группе в интересах приложений управления температурным режимом. Это включает в себя понимание поведения микрожидкостных однофазных, многофазных и капельных потоков, подверженных различным движущим силам, а также оптимизацию геометрии микроканалов и сетей путей потока.
Интенсификация кипения. Кипение является одним из наиболее эффективных механизмов теплопередачи. В промышленных ТЭС паровые аккумуляторы используют кипение для достижения быстрого срабатывания и высокой скорости разряда.
В батареях и микроэлектронном управлении температурой кипячение в бассейне и кипячение в потоке также оказались одними из самых эффективных решений для охлаждения. В этой группе исследуются три основных направления интенсификации кипения, а именно кипение в пористой среде, текстурирование поверхностей и жидкости, легированные наночастицами, где все три, пористая структура, поверхности и нанодобавки могут действовать как материалы с фазовым переходом (PCM) .Реакторы малогабаритные большой мощности. Термохимическое хранение обещает недостижимую плотность энергии. Однако этому потенциалу препятствуют проблемы диффузии химических веществ и теплопередачи, которые ограничивают мощность зарядки/разрядки. В меньшей степени ограничения теплопередачи проявляются и в системах накопления скрытого тепла из-за плохой теплопроводности большинства ПКМ. Группа занимается разработкой практических решений для интенсификации тепло- и массопереноса в термохимических реакторах и системах с уплотненным слоем на основе ПКМ за счет оптимизации конструкции как гидродинамических аспектов, так и геометрии обменных поверхностей.
В батареях и микроэлектронном управлении температурой кипячение в бассейне и кипячение в потоке также оказались одними из самых эффективных решений для охлаждения. В этой группе исследуются три основных направления интенсификации кипения, а именно кипение в пористой среде, текстурирование поверхностей и жидкости, легированные наночастицами, где все три, пористая структура, поверхности и нанодобавки могут действовать как материалы с фазовым переходом (PCM) .
Усовершенствованные теплообменники и интенсификация процессов
Усовершенствованные теплообменники и интенсификация процессов
Логин пользователя
ОбзорКонсорциум и лаборатория усовершенствованных теплообменников и интенсификации процессов (AHXPI) Университета Мэриленда, Колледж-Парк, занимается передовыми исследованиями в области усовершенствованных систем управления теплом, массой и температурой. Исследования в AHXPI имеют особое значение для приложений в области усовершенствованного преобразования энергии, усовершенствованных тепло/массообменников, интенсификации процессов, охлаждения электроники, методов электрогидродинамики (ЭГД), а также инновационного проектирования и производства компонентов для систем преобразования энергии.
Наши исследовательские проекты также включают инновационные и передовые технологии производства для приложений преобразования энергии и управления температурным режимом.
Сюда входят новые области, такие как аддитивное производство (3D-печать) и использование микро- и наносистем для интенсификации и оптимизации процессов. С целью создания более устойчивых технологий, отвечающих промышленным требованиям, AHXPI обеспечивает множество преимуществ в различных областях, таких как возможность точечного охлаждения областей с высоким тепловым потоком, повышение производительности на макроуровне за счет оптимизации теплопередачи на микроуровне, и включить миниатюризацию и интеграцию на уровне системы.
С момента своего основания в 1993 году лаборатория AHXPI принимала участие в ряде фундаментальных и прикладных исследований в области активных и пассивных методов увеличения теплопередачи, массопереноса и преобразования энергии. На протяжении многих лет AHXPI успешно развивал технические ноу-хау и базу знаний, критически важных для включения новых технологий в практические приложения, готовые к коммерческому использованию.
Три зоны внимания:
1.
Поверхности тепло/массообмена и системы подачи жидкости
- Улучшенная теплопередача для однофазной теплопередачи и теплопередачи с фазовым переходом
- Системы подачи/распределения жидкости для однофазных систем и систем с фазовым переходом
2. Контроль и интенсификация процесса
- Активный контроль замерзания
- Управление технологическим процессом с помощью ЭГД (например, газожидкостные сепараторы)
- Встроенное охлаждение
- Встроенные датчики — применение в тепловых/жидкостных системах
3. Передовые материалы и технологии производства
- Полимерные теплообменники
- Высокотемпературный. металл и металлический сплав/композит HXs
- Аддитивные, субтрактивные и другие передовые технологии производства
- Инновационная конструкция и оптимизация однофазного и фазового теплообмена/теплообменника.
