Thiết kế,lắp đặt trao đổi nhiệt

Thiết bị trao đổi nhiệt|Thiết bị trao đổi nhiệt

Thiết bị trao đổi nhiệt là một thiết bị được chế tạo cho truyền nhiệt hiệu quả bộ phận này sang bộ phận khác. Vật trung gian truyền nhiệt có thể được ngăn cách bởi một bức vách rắn để chúng không pha trộn vào, hoặc họ có thể tiếp xúc trực tiếp.

Thiết bị trao đổi nhiệt được sử dụng rộng rãi trong sưởi ấm không gian, điện lạnh, điều hòa nhiệt độ, nhà máy điện, nhà máy hóa chất, nhà máy hóa dầu, dầu khí nhà máy lọc dầu, khí tự nhiên, chế biến và xử lý nước thải. Một ví dụ phổ biến của một bộ trao đổi nhiệt là tản nhiệt trong xe hơi, trong đó nước được sử dụng để chuyển nhiệt của động cơ đến bộ tản nhiệt ra không khí và làm mát động cơ.

Bố trí dòng

Có cách hai phân loại chính bộ trao đổi nhiệt dựa theo sự sắp xếp lưu lượng. Trong thiết bị trao đổi nhiệt dòng song song, hai dòng chất lỏng đi vào thiết bị trao cùng một phía, và chảy song song với nhau để phía bên kia. Trong thiết bị trao đổi nhiệt ngược nhau, dòng chất lỏng đi vào thiết bị trao đổi nhiệt từ hai đầu ngược nhau. Thiết kế dòng ngược nhau là hiệu quả nhất, trong đó nó có thể chuyển phần lớn nhiệt từ chất dẫn lỏng chuyển nhiệt. Trong thiết bị trao đổi nhiệt dòng cắt nhau, chất lỏng đi gần vuông góc với nhau thông qua thiết bị trao đổi.

Để đạt hiệu suất cao, các thiết bị trao đổi nhiệt được thiết kế tối đa hóa diện tích bề mặt của tấm ngăn giữa hai dòng chất lỏng đồng thời tối thiểu hóa sự cản trở dòng chất lỏng qua thiết bị trao đổi nhiệt.

Trong kĩ thuật thiết bị trao đổi nhiệt được sử dụng rất rộng rãi và đóng vai trò quan trọng trong các quá trình công nghệ ví dụ như lò hơi để sản sinh hơi nước, thiết bị ngưng tụ và bốc hơi trong thiết bị lạnh, thiết bị hồi nhiệt…

Về cấu tạo thiết bị trao đổi nhiệt rất đa dạng về chủng loại và phụ thuộc vào công nghệ trong sản xuất. Tuy nhiên về nguyên lý làm việc các thiết bị trao đổi nhiệt có thể phân thành ba dạng chính là:

– Thiết bị trao đổi nhiệt loại vách ngăn cách
– Thiết bị trao đổi nhiệt loại hồi nhiệt
– Thiết bị trao đổi nhiệt loại hỗn hợp

Xét về mặt kĩ thuật mỗi chủng loại đều có những ưu nhược điểm khác nhau nên tuỳ thuộc vào công nghệ sản xuất mà lựa chọn loại này hay loại khác. Trên thực tế loại thiết bị trao đổi nhiệt kiểu vách ngăn được sử dụng rất phổ cập do đó chúng ta tập trung phân tích và đánh giá chủ yếu về loại thiết bị này. Trong loại thiết bị này các chất tải nhiệt chuyển động trong những không gian cách biệt nhau bởi vách ngăn là bề mặt truyền nhiệt, ví dụ một chất lỏng chuyển động trong ống và một chất lỏng ngoài ống truyền nhiệt cho nhau thông qua bề mặt vách ống.