سلام! من به عنوان یک تأمین کننده مبدل حرارتی ، من با مبدل های حرارتی پوسته و لوله کاملاً برخورد کرده ام. آنها در بسیاری از صنایع بسیار متداول هستند ، اما آنها بدون اشکال آنها نیستند. بیایید به این مضرات بپردازیم.
هزینه اولیه بالا
یکی از اولین مواردی که در مورد مبدل های حرارتی پوسته و لوله متوجه خواهید شد ، هزینه اولیه بالا است. ساخت این چیزها ارزان نیست. شما باید از مواد با کیفیت بالا برای پوسته و لوله استفاده کنید. لوله ها باید از چیزهایی ساخته شوند که بتوانند روند انتقال حرارت را تحمل کنند ، در برابر خوردگی مقاومت کنند و در برابر فشار داخل بایستند. و پوسته باید به اندازه کافی قوی باشد تا همه چیز را در کنار هم نگه دارد.
تولید همچنین شامل یک دسته از مراحل دقیق است. شما باید لوله ها را به طول مناسب برش دهید ، آنها را به درستی در ورق های لوله نصب کنید ، و سپس کل واحد را جمع کنید. همه اینها به زمان و کار ماهر نیاز دارد که هزینه آن را افزایش می دهد. برای مشاغل کوچک یا پروژه هایی با بودجه تنگ ، این می تواند یک معامله واقعی باشد - شکن. این ممکن است آنها را وادار به جستجوی گزینه های مقرون به صرفه تر مانندمبدل حرارتی لوله مارپیچی، که می تواند مناسب تر برای وضعیت مالی آنها باشد.
اندازه فیزیکی بزرگ
مبدلهای حرارتی پوسته و لوله بسیار حجیم هستند. آنها به فضای زیادی برای نصب نیاز دارند. این می تواند یک مشکل اساسی باشد ، به خصوص در امکاناتی که فضا در حق بیمه قرار دارد ، مانند سکوهای دریایی یا گیاهان کوچک صنعتی.
اندازه بزرگ همچنین بدان معنی است که حمل و نقل آنها می تواند یک دردسر باشد. شما برای جابجایی آنها به تجهیزات و کامیون های ویژه نیاز دارید و اغلب محدودیت هایی در مورد میزان حمل بار بزرگ وجود دارد. هنگامی که در سایت ، باید یک منطقه مناسب برای نصب مبدل حرارتی پیدا کنید ، که ممکن است نیاز به اصلاحاتی در طرح موجود در تسهیلات داشته باشد.
در مقابل ، انواع دیگر مبدل های حرارتی ، مانندمبدل حرارتی لوله نخ شده، جمع و جور تر هستند و به راحتی در فضاهای کوچکتر و بدون دردسر زیاد قابل نصب هستند.
نگهداری دشوار
حفظ مبدلهای حرارتی پوسته و لوله می تواند یک درد باشد. با گذشت زمان ، لوله ها می توانند با رسوبات حاصل از مایعات که از طریق آنها جاری می شوند ، از بین بروند. این سپرده ها می توانند کارایی فرآیند انتقال حرارت را کاهش دهند ، زیرا به عنوان یک عایق بین دو مایع عمل می کنند. تمیز کردن لوله ها آسان نیست. ممکن است شما مجبور به استفاده از مواد تمیز کننده شیمیایی شوید که می تواند گران باشد و همچنین خطرات محیطی را ایجاد می کند.
در بعضی موارد ، روش های تمیز کردن مکانیکی مانند استفاده از برس یا جت های آب فشار زیاد مورد نیاز است. این اغلب به معنای خاموش کردن مبدل حرارتی است که می تواند کل فرآیند تولید را مختل کند. و اگر یک لوله آسیب دید ، جایگزین آن می تواند یک کار پیچیده و زمان باشد. شما باید لوله قدیمی را با دقت برداشته و یک مورد جدید را نصب کنید ، و مطمئن شوید که آن به درستی تراز و مهر و موم شده است.
از طرف دیگر ،استیل ضد زنگ دیواره نازک ترافیک حرارتیممکن است یک فرآیند نگهداری ساده تر داشته باشد ، که می تواند در دراز مدت باعث صرفه جویی در وقت و هزینه شود.
بازده انتقال حرارت محدود
اگرچه مبدلهای حرارتی پوسته و لوله برای انتقال کارآمد گرما طراحی شده اند ، اما محدودیت هایی دارند. الگوی جریان مایعات در داخل مبدل گاهی اوقات می تواند منجر به انتقال حرارت ناهموار شود. به عنوان مثال ، در بعضی از قسمت های بسته نرم افزاری لوله ، مایعات ممکن است آهسته تر جریان یابد و باعث ایجاد گرما و کاهش راندمان کلی شود.
همچنین ، ضریب انتقال حرارت مبدل های حرارتی پوسته و لوله ممکن است به اندازه برخی دیگر از انواع دیگر مبدل های حرارتی نباشد. این بدان معنی است که آنها ممکن است برای دستیابی به همان سطح انتقال حرارت به عنوان یک طراحی کارآمد ، به یک سطح بزرگتر نیاز داشته باشند. این مسئله به مشکل بزرگ فیزیکی وصل می شود ، زیرا یک سطح بزرگتر به یک مبدل حرارتی بزرگتر نیاز دارد.
افت فشار سیال بالا
نقطه ضعف دیگر ، افت فشار سیال بالا است که در مبدل های حرارتی پوسته و لوله رخ می دهد. از آنجا که مایعات از طریق لوله ها و اطراف حفره های داخل پوسته جریان می یابد ، مقاومت را تجربه می کند. این مقاومت باعث کاهش فشار می شود ، به این معنی که انرژی بیشتری برای پمپ کردن مایعات از طریق سیستم لازم است.
مصرف انرژی بالاتر به معنای هزینه های عملیاتی بالاتر است. برای صنایعی که به جریان مایعات مداوم مانند صنایع شیمیایی یا نفت و گاز متکی هستند ، این هزینه های اضافی می تواند به مرور زمان به سرعت اضافه شود. این یک نکته قابل توجه در هنگام انتخاب مبدل حرارتی است و شرکت ها ممکن است به دنبال گزینه های دیگری باشند که کاهش فشار کمتری برای صرفه جویی در هزینه های انرژی داشته باشد.
مسائل سازگاری
مبدلهای حرارتی پوسته و لوله باید بر اساس خواص مایعاتی که از آنها استفاده می کنند ، با دقت انتخاب شوند. اگر مایع خورنده باشد ، مواد لوله و پوسته باید در برابر خوردگی مقاومت کنند. در غیر این صورت ، مبدل حرارتی به سرعت بدتر می شود و منجر به نشت و کاهش عملکرد می شود.
همچنین می تواند با سازگاری بین مایعات مختلف مشکلی ایجاد کند. به عنوان مثال ، اگر دو مایع هنگام تماس با شیمیایی واکنش نشان دهند ، حتی در مقادیر اندک ، می تواند باعث ایجاد مشکلاتی در مبدل حرارتی شود. این امر نیاز به تجزیه و تحلیل دقیق از مایعات و انتخاب دقیق مواد مبدل حرارتی دارد که می تواند یک فرایند پیچیده و زمان باشد.
زمان نصب طولانی
نصب مبدل حرارتی پوسته و لوله کار سریع نیست. این شامل یک سری مراحل ، از تهیه سایت نصب تا اتصال لوله ها و سیستم های برقی است. اندازه و وزن بزرگ مبدل حرارتی نیز به این معنی است که تجهیزات سنگین برای نصب لازم است.
در طی فرآیند نصب ، ممکن است تأخیرهایی به دلیل بد آب و هوا ، خرابی تجهیزات یا شرایط پیش بینی نشده سایت وجود داشته باشد. این می تواند برنامه پروژه را مختل کرده و هزینه های اضافی را ایجاد کند. برای پروژه هایی با مهلت های تنگ ، این زمان نصب طولانی می تواند یک نقطه ضعف اساسی باشد و ممکن است آنها را برای مبدلهای حرارتی انتخاب کنند که سریعتر نصب شوند.
پایان
بنابراین ، همانطور که می بینید ، مبدل های حرارتی پوسته و لوله چندین معایب دارند. هزینه اولیه بالا ، اندازه فیزیکی بزرگ ، نگهداری دشوار ، بازده انتقال حرارت محدود ، افت فشار مایعات بالا ، مشکلات سازگاری و زمان نصب طولانی همه عواملی هستند که هنگام انتخاب مبدل حرارتی باید در نظر گرفته شوند.
اما نگران نباشید! من به عنوان یک تأمین کننده مبدل حرارتی ، من اینجا هستم تا به شما در یافتن بهترین راه حل برای نیازهای خاص خود کمک کنم. این که آیا شما به دنبال یک طراحی جمع و جور تر ، بازده بهتر انتقال حرارت یا هزینه های پایین تر عملیاتی هستید ، می توانیم با هم کار کنیم تا مبدل حرارتی مناسب برای پروژه خود را پیدا کنیم. اگر علاقه مند به یادگیری بیشتر یا بحث در مورد الزامات خود هستید ، احساس راحتی کنید تا به یک بحث تهیه بپردازید.
منابع
- Incropera ، FP ، & DeWitt ، DP (2002). اصول گرما و انتقال انبوه. جان ویلی و پسران.
- شاه ، RK ، و Sekulic ، DP (2003). اصول طراحی مبدل حرارتی. جان ویلی و پسران.