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Funktionsprinzip von Rohrwärmetauschern
Auf der Mantelseite und der Rohrseite strömen jeweils zwei Flüssigkeiten unterschiedlicher Temperatur. Das heiße Fluid biegt sich auf der Mantelseite durch das Rohrbündel und überträgt dabei Wärme auf die Rohrwand. Die kalte Flüssigkeit strömt im Rohr und nimmt Wärme von der Rohrwand auf. Die Rohrwand dient als Wärmeübertragungsfläche, um einen Wärmeaustausch zu erreichen, wobei sich die beiden Flüssigkeiten nicht miteinander vermischen. Dieses Design ist strukturell robust und für Arbeitsbedingungen unter hohem Druck und hoher Temperatur geeignet.
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Struktur eines Rohrbündelwärmetauschers
Der Rohrbündelwärmetauscher besteht aus Komponenten wie Mantel, Wärmeübertragungsrohrbündel, Rohrboden, Prallplatte (Prallplatte) und Rohrkasten. Der Mantel hat größtenteils eine zylindrische Form, in deren Inneren Rohrbündel eingebaut sind. Die beiden Enden der Rohrbündel werden auf den Rohrböden befestigt.
Die beiden Flüssigkeiten, die einem Wärmeaustausch unterliegen, heiß und kalt, strömen im Inneren des Rohrs und werden als rohrseitige Flüssigkeit bezeichnet. Eine andere Art fließt außerhalb des Rohrs und wird als mantelseitige Flüssigkeit bezeichnet. Um den Wärmeübergangskoeffizienten der Flüssigkeit außerhalb des Rohrs zu verbessern, werden normalerweise mehrere Leitbleche im Inneren des Mantels installiert.
Leitbleche können die Flüssigkeitsgeschwindigkeit auf der Mantelseite erhöhen, indem sie die Flüssigkeit dazu zwingen, mehrere Male entlang des vorgeschriebenen Weges seitlich durch das Rohrbündel zu strömen, und den Grad der Flüssigkeitsturbulenz erhöhen.
Die Wärmetauscherrohre können in gleichseitigen Dreiecken oder Quadraten auf dem Rohrboden angeordnet sein. Die gleichseitige Dreiecksanordnung ist relativ kompakt, der Turbulenzgrad der Flüssigkeit außerhalb des Rohrs ist hoch und der Wärmeübergangskoeffizient ist groß. Die quadratische Anordnung ermöglicht eine bequeme Reinigung der Außenseite des Rohrs und eignet sich für Flüssigkeiten, die zu Ablagerungen neigen.
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Auswahl an Rohr- und Mantelseiten
Unreine, leicht verzundernde und korrosive Flüssigkeiten sollten durch die Rohrseite geleitet werden, um eine gleichzeitige Korrosion des Rohrbündels und des Mantels zu verhindern und die Reinigung und Wartung zu erleichtern.
Flüssigkeiten mit hohem Druck sollten durch die Rohrseite strömen, um einen gleichzeitigen Druck auf die Hülle zu vermeiden.
Giftige Flüssigkeiten sollten durch die Rohrseite geleitet werden, um das Risiko einer Leckage zu verringern.
Das gekühlte Fluid sollte vorzugsweise durch die Mantelseite strömen, was die Wärmeableitung erleichtert und den Kühleffekt verstärkt.
Es empfiehlt sich, gesättigten Dampf durch die Mantelseite zu leiten, was die Ableitung von Kondensat und nicht kondensierbarem Gas erleichtert und der Dampf sauber und umweltfreundlich ist.
Für die Mantelseite eignen sich Flüssigkeiten mit geringer Fließgeschwindigkeit oder hoher Viskosität. Durch die Wirkung der Prallplatte können Turbulenzen bei einer niedrigen Reynolds-Zahl (Re > 100) erreicht werden.
Wenn der Temperaturunterschied zwischen den beiden Flüssigkeiten groß ist, empfiehlt es sich, das Fluid mit einem größeren α durch die Mantelseite strömen zu lassen, um den Temperaturunterschied zwischen Rohrwand und Mantelwand zu verringern.
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Unterschied zwischen Plattenwärmetauschern und Rohrbündelwärmetauschern
Der Hauptunterschied zwischen Plattenwärmetauschern und Rohrbündelwärmetauschern liegt in der Effizienz der Wärmeübertragung, der Größe, dem Gewicht sowie der einfachen Demontage und Reinigung. Plattenwärmetauscher eignen sich für niedrige bis mittlere Drücke, relativ niedrige Temperaturen und saubere Medienbedingungen, wie z. B. Klimaanlagen, Warmwasserbereitung und allgemeiner industrieller Wärmeaustausch. Rohrbündelwärmetauscher hingegen verfügen über eine robuste und zuverlässige Struktur, die hohen Temperaturen, hohem Druck und schmutzigen Medien standhält. Sie eignen sich für komplexe Bedingungen wie in der Petrochemie- und Energieindustrie mit hohen Temperaturen, hohem Druck, Feststoffen oder Ablagerungen. Unter den gleichen Bedingungen ist ihre Wärmeübertragungseffizienz etwas geringer und ihre Größe größer, aber ihre Lebensdauer und Anwendbarkeit sind größer. Im Allgemeinen werden Plattenwärmetauscher für saubere Umgebungen mit niedrigem bis mittlerem Druck bevorzugt, während Rohrbündelwärmetauscher für raue Umgebungen mit hohen Temperaturen und hohem Druck bevorzugt werden.
Anwendung
Hainan Yongtuo Win-Win International Trade Co., Ltd
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