Un nuovo tipo di contrassegnatore per scambiatori di calore a conchiglia e tubi

Lo scambiatore di calore è un elemento chiave di apparecchiatura in molte industrie come la generazione di energia, l'elaborazione alimentare e la raffinazione del petrolio.lo scambiatore di calore a guscio e tubo è il tipo più comunemente utilizzatoGli scambiatori di calore a guscio e tubo hanno vari tipi di deflettori, tra i quali il deflettore a singolo segmento è ampiamente adottato a causa del suo basso costo di fabbricazione,elevato tasso di trasferimento di caloreTuttavia, il deflettore a singolo segmento soffre spesso di un'alta caduta di pressione e di forti vibrazioni a causa della presenza di zone morte,che porta a una riduzione dell'efficienza del trasferimento di calore, in particolare nelle applicazioni di raffreddamento che richiedono un'elevata pressione.

Per migliorare l'efficienza degli scambiatori di calore a guscio e tubo sono stati proposti vari metodi,molti dei quali prevedono l'uso di deflettori a elica longitudinali per ridurre la stagnazione del flusso causata da deflettori.

L'uso di deflettori elicoidali è una di queste alternative e il metodo più comunemente utilizzato, poiché i deflettori elicoidali possono generare una maggiore turbolenza di flusso,riducendo così la caduta di pressione e aumentando i tassi di trasferimento di caloreUlteriori studi hanno dimostrato che un angolo elicoidale di 40° dà le prestazioni termoidrauliche ottimali.il costo di fabbricazione di tali modelli è significativamente superiore a quello dei tradizionali deflettori singoli segmentati, che costituisce una grande sfida per l'adozione in molti settori.

Il seguente diagramma illustra tre diversi tipi di deflettori:

a) Dischetto singolo a segmento

b) Diametro di deflezione a elica

c) Dischi di deflezione inclinati alternativi

La coppia di deflettori nella progettazione di deflettori inclinati alternativi è mostrata di seguito:

In condizioni idrauliche identiche, le prestazioni della nuova struttura sono state valutate e confrontate con quelle degli scambiatori di calore singoli segmentati e elicoidali.

I risultati indicano che la struttura di deflettore a inclinazione alternata è un metodo efficace per migliorare l'efficienza degli scambiatori di calore,in quanto mantiene i vantaggi dei disegni a sfera elicoidale riducendo significativamente la complessità di progettazione e produzioneSebbene attualmente limitato alla valutazione teorica, il nuovo progetto di deflettore dimostra una buona compatibilità e scalabilità a causa della sua parziale somiglianza con il deflettore singolo segmentato.Ulteriore ottimizzazione della geometria, le considerazioni pratiche per la stabilità strutturale e il mantenimento della struttura di deflezione inclinata alternata saranno settori chiave per le future ricerche.