Att beräkna värmeöverföringshastigheten för en industriell plattvärmeväxlare kan verka som en komplex uppgift, men det är faktiskt ganska enkelt när du förstår grunderna. Som leverantör av värmeväxlare för industriell platta har jag behandlat alla möjliga frågor om dessa maskiner. Så låt oss bryta ner hur du kan beräkna värmeöverföringshastigheten.
Först och främst, vad är en plattvärmeväxlare? Det är en enhet som överför värme mellan två vätskor. Den består av en serie tunna plattor staplade tillsammans, vilket skapar kanaler för vätskorna att flyta igenom. Dessa plattor ökar den tillgängliga ytan för värmeöverföring, vilket gör plattvärmeväxlare mycket effektiva. Vi erbjuder olika typer av plattvärmeväxlare, somHavsvatten tallriksvärmeväxlare,Värmeväxlare med dubbla väggplattorochVärmeväxlare med fri flödesplatta. Varje typ är utformad för specifika applikationer, men den grundläggande principen för värmeöverföring förblir densamma.
Låt oss nu komma in i beräkningen. Värmeöverföringshastigheten (q) är mängden som överförs per överföring per tidsenhet. Det mäts vanligtvis i watt (W) eller brittiska termiska enheter per timme (BTU/h). För att beräkna värmeöverföringshastigheten använder vi följande formel:
Q = u * a * Δtlm
Låt oss bryta ner varje del av denna formel:
U - Övergripande värmeöverföringskoefficient
Den totala värmeöverföringskoefficienten (U) representerar hur väl värmeväxlaren överför värmen. Det tar hänsyn till faktorer som värmeledningsförmågan hos plattorna, vätskegenskaperna och flödesmönstren. Värdet på u beror på typen av värmeväxlare, vätskor som är involverade och driftsförhållandena.
Om du till exempel använder vatten som både de varma och kalla vätskorna i en väl utformad plattvärmeväxlare, kan U -värdet ligga i intervallet 1500 - 3500 w/(m² · k). Men om du har att göra med mer viskösa vätskor eller en värmeväxlare med en fouled yta kommer U -värdet att vara lägre. Att bestämma det exakta U -värdet kan vara svårt, och det kräver ofta en del testning eller referens till tillverkarens data.
A - Värmeöverföringsområdet
Värmeöverföringsområdet (a) är den totala ytan för plattorna som är i kontakt med vätskorna. I en plattvärmeväxlare korrugeras plattorna vanligtvis för att öka ytan och förbättra värmeöverföringen. För att beräkna värmeöverföringsområdet måste du känna till måtten på plattorna och antalet plattor i värmeväxlaren.
Låt oss säga att du har en platta med en längd (L) på 1 meter, en bredd (W) på 0,5 meter, och du har 20 plattor. Ytan på en platta är a1 = 2 * (l * w) (vi multiplicerar med 2 eftersom båda sidor av plattan används för värmeöverföring). Så A1 = 2 * (1 * 0,5) = 1 m². Och det totala värmeöverföringsområdet A = A1 * Antal plattor = 1 * 20 = 20 m².
Δtlm - logaritmisk medeltemperaturskillnad
Den logaritmiska medeltemperaturskillnaden (ΔTLM) är ett mått på den genomsnittliga temperaturskillnaden mellan de varma och kalla vätskorna över värmeväxlarens längd. Det beräknas med följande formel:
Δtlm = (Δt1 - Δt2)/ln (ΔT1/ΔT2)
där ΔT1 är temperaturskillnaden mellan de varma och kalla vätskorna i ena änden av värmeväxlaren, och ΔT2 är temperaturskillnaden i andra änden.
Låt oss till exempel säga att den heta vätskan kommer in i värmeväxlaren vid 80 ° C och lämnar vid 60 ° C, och den kalla vätskan kommer in vid 20 ° C och blad vid 40 ° C. Vid inloppet, ΔT1 = 80 - 20 = 60 ° C, och vid utloppet, ΔT2 = 60 - 40 = 20 ° C.
Δtlm = (60 - 20)/ln (60/20) = (40)/ln (3) ≈40/1.099 ≈ 36,4 ° C
Nu när vi har beräknat alla värden kan vi hitta värmeöverföringshastigheten. Låt oss anta u = 2000 w/(m² · k), a = 20 m² och Δtlm = 36,4 ° C.
Q = u * a * Δtlm
Q = 2000 * 20 * 36.4
Q = 1456000 W eller 1456 kW
Det finns också några andra faktorer som kan påverka beräkningen av värmeöverföring. En av dessa är fouling. Med tiden kan avlagringar bygga upp plattorna för värmeväxlaren, vilket minskar värmeöverföringseffektiviteten. Detta innebär att den faktiska värmeöverföringshastigheten kommer att vara lägre än det beräknade värdet. För att redogöra för fouling kan du använda en fouling -faktor. En fouling -faktor är ett värde som representerar det extra motståndet mot värmeöverföring orsakad av fouling.
En annan faktor är flödeshastigheten för vätskorna. Om flödeshastigheten är för låg kommer värmeöverföringen att vara mindre effektiv eftersom vätskorna inte rör sig tillräckligt snabbt för att överföra värme effektivt. Å andra sidan, om flödeshastigheten är för hög, kan det vara överdrivet tryckfall, vilket också kan påverka värmeväxlarens prestanda.
I verkliga världsapplikationer är det viktigt att ta hänsyn till dessa faktorer och göra justeringar av dina beräkningar. Det är där att ha en pålitlig leverantör kommer in. Vi har expertis som hjälper dig att välja rätt värmeväxlare för din applikation och för att hjälpa dig i exakta beräkningar av värmeöverföring.
Om du är på marknaden för en värmeväxlare för industriell platta, oavsett om det är enHavsvatten tallriksvärmeväxlare,Värmeväxlare med dubbla väggplattorellerVärmeväxlare med fri flödesplatta, vi är här för att hjälpa. Vi kan arbeta med dig för att förstå dina specifika krav, beräkna värmeöverföringshastigheten exakt och se till att du får den bästa - utför värmeväxlaren för dina behov. Tveka inte att nå ut till oss för mer information eller för att starta en upphandlingsdiskussion.
Referenser
- INCROPERA, FP, DEWITT, DP, BERGMAN, TL, & LAVINE, AS (2007). Grundläggande värme och massöverföring. Wiley.
- Shah, RK, & Sekulic, DP (2003). Grundläggande för värmeväxlardesign. Wiley.