Un nouveau type de déflecteur pour échangeur de chaleur en coque et en tube

L'échangeur de chaleur est un équipement clé dans de nombreuses industries telles que la production d'énergie, la transformation des aliments et le raffinage du pétrole.l'échangeur de chaleur à coque et à tube est le type le plus couramment utiliséLes échangeurs de chaleur à coque et à tube ont différents types de déflecteurs, parmi lesquels le déflecteur à segment unique est largement adopté en raison de son faible coût de fabrication,taux de transfert de chaleur élevéCependant, le déflecteur à segment unique souffre souvent d'une forte chute de pression et de fortes vibrations en raison de la présence de zones mortes,entraînant une réduction de l'efficacité du transfert de chaleur, en particulier dans les applications de refroidissement nécessitant une pression élevée.

Afin d'améliorer l'efficacité des échangeurs de chaleur en coque et en tube, diverses méthodes ont été proposées.dont beaucoup impliquent l'utilisation de déflecteurs hélicoïdaux longitudinaux pour réduire la stagnation du débit causée par les déflecteurs.

L'utilisation de déflecteurs hélicoïdaux est une de ces alternatives et la méthode la plus couramment utilisée, car les déflecteurs hélicoïdaux peuvent générer une plus grande turbulence de débit,réduisant ainsi la chute de pression et augmentant les taux de transfert de chaleurDes études ultérieures ont montré qu'un angle hélicoïdal de 40° donne les performances thermo-hydrauliques optimales.le coût de fabrication de ces conceptions de déflecteurs est nettement supérieur à celui des déflecteurs à segment unique traditionnels, ce qui constitue un défi majeur pour l'adoption dans de nombreuses industries.

Le schéma suivant illustre trois types de déflecteurs:

a) Détecteur de dégagement segmenté unique

b) Déflecteur hélicoïdal

c) Baffle incliné en alternance

La paire de déflecteurs dans la conception de déflecteur à inclinaison alternée est indiquée ci-dessous:

Dans des conditions de limite hydraulique identiques, les performances de la nouvelle structure ont été évaluées et comparées à celles des échangeurs de chaleur segmentés et hélicoïdaux.

Les résultats indiquent que la structure de déflagration inclinée alternée est une méthode efficace pour améliorer l'efficacité de l'échangeur de chaleur,car il conserve les avantages des conceptions de déflecteurs hélicoïdaux tout en réduisant considérablement la complexité de conception et de fabricationBien qu'actuellement limité à l'évaluation théorique, la nouvelle conception de déflecteur démontre une bonne compatibilité et évolutivité en raison de sa similitude partielle avec le déflecteur à segment unique.Optimisation ultérieure de la géométrie, des considérations pratiques pour la stabilité structurelle et le maintien de la structure de déflagration à inclinaison alternée seront des domaines clés pour les recherches futures.