Een nieuw type buffer voor schelp- en buiswarmtewisselaar

De warmtewisselaar is een belangrijk onderdeel van de apparatuur in vele industrieën, zoals elektriciteitsopwekking, voedselverwerking en olieraffinage.de warmtewisselaar met schelp en buis is het meest gebruikte typeDe warmtewisselaars met schelpen en buizen hebben verschillende soorten buffers, waaronder de enkele segmentbuffer die door de lage productiekosten veel wordt gebruikt.hoge warmteoverdrachtHet is echter vaak het geval dat de eensegmentaire buffer door de aanwezigheid van dode zones te maken heeft met een hoge drukdaling en ernstige trillingen.wat leidt tot een verminderde warmteoverdracht, met name in koelingstoepassingen die hoge druk vereisen.

Om de efficiëntie van warmtewisselaars met schalen en buizen te verbeteren, zijn verschillende methoden voorgesteld.waarvan vele het gebruik van longitudinale spiraalvormige buffers omvatten om de door buffers veroorzaakte stroomstagnatie te verminderen.

Het gebruik van spiraalvormige buffers is een van die alternatieven en de meest gebruikte methode, aangezien spiraalvormige buffers een grotere stroomturbulentie kunnen veroorzaken.het verminderen van de drukdaling en het verhogen van de warmteoverdrachtUit verdere studies is gebleken dat een spiraalhoek van 40° de optimale thermisch-hydraulische prestaties oplevert.de productiekosten van dergelijke bufferontwerpen zijn aanzienlijk hoger dan die van traditionele enkelsegment buffers, wat een grote uitdaging vormt voor de invoering in veel industrieën.

Het volgende diagram illustreert drie verschillende soorten baffels:

a) Eenvoudige segment-buffer

b) Helicale buffer

c) Afwisselend kantelbare buffer

Het paar buffers in het afwisselend geneigde bufferontwerp is hieronder weergegeven:

Onder identieke hydraulische randvoorwaarden werd de prestatie van de nieuwe constructie geëvalueerd en vergeleken met de prestaties van de enkele segmenten en de spiraalvormige warmtewisselaars.

De resultaten wijzen uit dat de wisselende hellende bufferstructuur een doeltreffende methode is om het rendement van de warmtewisselaar te verbeteren.omdat het de voordelen behoudt van helicale bufferontwerpen terwijl het ontwerp en de fabricagekomplexiteit aanzienlijk worden verminderdHoewel het op dit moment beperkt is tot theoretische evaluatie, toont het nieuwe bufferontwerp een goede compatibiliteit en schaalbaarheid aan vanwege de gedeeltelijke gelijkenis met de single segmental buffer.Verdere optimalisatie van de geometrie, de praktische overwegingen voor de structurele stabiliteit en het onderhoud van de wisselende hellende bufferstructuur zullen belangrijke gebieden zijn voor toekomstig onderzoek.