Теплоноситель в кожухотрубном теплообменнике, как правило, проходит через центральный трубный сердечник, охлаждая горячее масло, воду или воздух, проходящие поверх и вокруг труб. Две жидкости в теплообменнике могут двигаться либо параллельно друг другу, либо противонаправленно. В этой статье мы рассмотрим, почему движение в противоположных направлениях более эффективно и почему компания Bowman рекомендует этот метод при установке своих теплообменников.
Параллельный поток или противоток – в чем разница?
Ответ – в самом названии: в теплообменниках параллельного потока жидкость, которую необходимо охладить, движется через теплообменник в том же направлении, что и теплоноситель.
Хотя такая схема обеспечивает охлаждение, у нее есть определенные ограничения.
Например, если горячая жидкость на входе в теплообменник имеет температуру, скажем, 100 °C, а температура теплоносителя на входе в теплообменник – 30 °C, то средняя разность температур двух жидкостей уменьшается. Это происходит потому, что поступающий в теплообменник теплоноситель, проходя параллельно горячей жидкости, постепенно нагревается по всей длине теплообменника, а так как холодная вода поступает только рядом с самым горячим участком устройства, теплообменник не может охладиться до температуры ниже, чем температура собственно теплоносителя, как показано на рисунке ниже.
Более того, при использовании такой схемы в теплообменнике может возникнуть термическое напряжение, так как одна половина устройства заметно теплее другой.
В чем отличие противотока?
Теплоноситель, поступающий в теплообменник противотока, поглощает тепло по мере движения «горячей» жидкости в противоположном направлении. При прохождении через теплообменник теплоноситель нагревается, но так как в устройство поступает более холодная вода, она поглощает больше тепла, понижая температуру гораздо эффективнее, чем в теплообменнике параллельного потока.
Как показано на рисунке ниже, средняя разность температур теплоносителя и охлаждаемой жидкости практически постоянна по всей длине теплообменника, что существенно уменьшает термическое напряжение устройства.
Что же это означает?
Хотя теплообменник параллельного потока обеспечивает понижение температуры, он далеко не так эффективен, как теплообменник противотока, и для достижения нужной температуры на выходе, возможно, потребуется более мощное устройство.
В отличие от параллельного потока, противоток значительно более эффективен: в зависимости от расхода и температуры, коэффициент теплопередачи может быть на 15% выше, что, в свою очередь, означает возможность использования меньшего теплообменника и экономию пространства и денег!
Для выбора правильного теплообменника компания Bowman использует специальную компьютерную программу. За более подробной информацией обращайтесь по телефону +44 (0)121 359 5401 или электронной почте [email protected].