Apakah jenis penukar haba berdasarkan pembinaan?

Penukar haba ialah peranti penting dalam pelbagai industri, digunakan untuk memindahkan haba antara dua atau lebih cecair tanpa mencampurkannya. Reka bentuk dan pembinaannya boleh berbeza-beza berdasarkan aplikasi, keadaan operasi dan sifat bendalir. Di bawah, kita akan menyelami lebih mendalam ke dalam pelbagai jenis penukar haba yang dikelaskan berdasarkan pembinaannya.

1. Penukar Haba Shell dan Tiub
Ini adalah jenis penukar haba yang paling banyak digunakan, terutamanya dalam industri seperti petrokimia, kimia dan penjanaan kuasa. Reka bentuk asas melibatkan satu siri tiub, di mana satu cecair mengalir melalui tiub dalam dan satu lagi cecair mengalir ke atas permukaan luar tiub (sebelah shell). Pemindahan haba antara cecair berlaku melalui dinding tiub.

Ciri-ciri Utama:

Fleksibiliti dalam saiz: Boleh dibina dalam pelbagai saiz dan kapasiti.

Toleransi tekanan tinggi: Sesuai untuk aplikasi tekanan tinggi.

Reka bentuk padat: Membolehkan pemindahan haba yang besar dalam ruang yang agak kecil.

Serbaguna: Berfungsi dengan baik dengan cecair fasa tunggal dan dua fasa.

Varian:

Penukar Haba Lembaran Tiub Tetap: Kedua-dua kepingan tiub dikimpal pada cangkerang.

Penukar Haba U-Tube: Tiub dibengkokkan ke dalam bentuk U, membolehkan pengembangan haba.

Aplikasi:

Digunakan untuk menyejukkan atau memanaskan pelbagai cecair seperti air, minyak dan bahan kimia.

2. Penukar Haba Plat
Penukar haba plat terdiri daripada beberapa plat logam nipis beralun yang disusun bersama. Bendalir mengalir dalam saluran bergantian antara plat. Reka bentuk beralun meningkatkan pergolakan, meningkatkan kecekapan pemindahan haba. Ia digunakan dalam industri di mana ruang menjadi kekangan dan di mana kadar pemindahan haba yang tinggi diperlukan.

Ciri-ciri Utama:

Padat dan cekap: Menawarkan pemindahan haba yang tinggi dalam jejak yang lebih kecil.

Reka bentuk modular: Plat boleh ditambah atau dikeluarkan bergantung pada keperluan pemindahan haba.

Penyelenggaraan: Mudah dibersihkan dan diselenggara, kerana plat boleh dibongkar.

Aplikasi:

Biasa dalam sistem HVAC, pemprosesan makanan dan industri kimia.

3. Penukar Haba Disejukkan Udara
Dalam penukar haba yang disejukkan udara, udara digunakan untuk menyejukkan bendalir. Bendalir mengalir melalui tiub, dan haba dilesapkan ke atmosfera melalui perolakan udara paksa atau semula jadi. Ini biasanya digunakan dalam aplikasi di mana air adalah terhad atau tidak tersedia untuk penyejukan.

Ciri-ciri Utama:

Tidak memerlukan air: Sesuai untuk kawasan yang mempunyai sumber air yang terhad.

Penyelenggaraan yang lebih rendah: Lebih sedikit komponen untuk diselenggara berbanding penukar haba yang disejukkan dengan air.

Sesuai untuk aplikasi suhu yang lebih tinggi: Terutama dalam industri seperti minyak dan gas.

Aplikasi:

Digunakan dalam loji kuasa, kilang penapisan dan stesen pemampat.

4. Penukar Haba Paip Berganda
Penukar haba paip berganda terdiri daripada satu paip di dalam yang lain, di mana dua cecair mengalir dalam arah yang bertentangan. Satu bendalir mengalir melalui paip dalam, dan bendalir lain mengalir dalam ruang anulus antara paip dalam dan luar. Penukar ini biasanya digunakan untuk keperluan pemindahan haba yang kecil.

Ciri-ciri Utama:

Reka bentuk ringkas: Mudah difahami dan diselenggara.

Fleksibiliti: Boleh mengendalikan pelbagai jenis cecair.

Kadar pemindahan haba yang rendah: Sesuai untuk operasi berskala kecil.

Aplikasi:

Digunakan dalam aplikasi makmal dan proses pemanasan dan penyejukan berskala kecil.

5. Penukar Haba Tiub Sirip
Dalam penukar haba tiub bersirip, pemindahan haba berlaku melalui tiub dengan sirip melekat padanya. Sirip ini meningkatkan luas permukaan, meningkatkan kecekapan pertukaran haba. Bendalir di dalam tiub boleh sama ada gas atau cecair, dan medium pemindahan haba di luar biasanya udara.

Ciri-ciri Utama:

Pemindahan haba yang dipertingkatkan: Sirip meningkatkan luas permukaan, meningkatkan kecekapan.

Reka bentuk padat: Sesuai untuk aplikasi ruang terhad.

Kepelbagaian reka bentuk: Jenis sirip yang berbeza boleh digunakan bergantung pada keperluan pemindahan haba.

Aplikasi:

Biasa dalam sistem penyejukan, penyaman udara dan sistem pemanasan.

6. Penukar Haba Lingkaran
Penukar haba lingkaran terdiri daripada dua plat licin-luka rata dengan satu bendalir mengalir melalui lingkaran dalam dan satu lagi melalui lingkaran luar. Reka bentuk lingkaran mencipta kawasan permukaan yang besar dan menggalakkan pergolakan, meningkatkan pemindahan haba.

Ciri-ciri Utama:

Reka bentuk padat: Lebih kecil dan lebih ringan daripada jenis lain untuk kawasan pemindahan haba yang sama.

Sifat pembersihan diri: Reka bentuk lingkaran meminimumkan kekotoran dan pembentukan.

Mengendalikan cecair likat: Berkesan untuk cecair dengan kelikatan tinggi.

Aplikasi:

Sesuai untuk aplikasi dalam pemprosesan makanan, industri kimia, dan pembuatan farmaseutikal.

7. Penukar Haba Plat dan Bingkai
Penukar haba plat dan rangka terdiri daripada satu siri plat dengan saluran aliran bendalir berselang-seli. Ia disertakan dalam bingkai, dan plat diikat bersama untuk membentuk timbunan. Pembinaan ini sesuai untuk aplikasi di mana kapasiti pemindahan haba perlu berskala, dan penyelenggaraan yang mudah dikehendaki.

Ciri-ciri Utama:

Reka bentuk berskala: Plat boleh ditambah atau dikeluarkan untuk melaraskan kapasiti.

Kecekapan tinggi: Kadar pemindahan haba yang sangat baik disebabkan oleh pergolakan yang tinggi.

Serbaguna: Mengendalikan pelbagai cecair, termasuk yang mempunyai zarah atau serpihan.

Aplikasi:

Digunakan secara meluas dalam industri makanan dan minuman, sistem HVAC, dan proses kimia.

8. Penukar Haba Paip Haba
Paip haba ialah bekas tertutup yang memindahkan haba melalui penyejatan dan pemeluwapan bendalir kerja. Penukar haba paip haba menggunakan mekanisme paip haba untuk memindahkan haba antara dua cecair. Paip haba beroperasi dengan menyejat cecair di bahagian panas dan memeluwapkannya di bahagian sejuk, dengan itu memindahkan haba dengan cekap.

Ciri-ciri Utama:

Sangat cekap: Boleh mencapai kekonduksian haba yang tinggi dengan kecerunan suhu rendah.

Operasi padat dan pasif: Tidak memerlukan kuasa luaran untuk berfungsi.

Cemerlang untuk aplikasi berketepatan tinggi: Terutamanya di mana kawalan suhu adalah kritikal.

Aplikasi:

Digunakan dalam penyejukan elektronik, kriogenik, dan aplikasi pemindahan haba khusus.

9. Penukar Haba Katil Terbendalir
Penukar haba katil terbendalir melibatkan jisim zarah pepejal terampai dalam aliran bendalir, biasanya udara atau gas. Bendalir mencipta "katil" di mana pemindahan haba berlaku antara bendalir dan zarah pepejal. Penukar ini menawarkan pemindahan haba yang cekap dan sangat berkesan untuk sistem di mana pepejal perlu dipanaskan.

Ciri-ciri Utama:

Pemindahan haba yang baik: Katil terbendalir mencipta sentuhan haba yang sangat baik antara zarah dan bendalir.

Mengendalikan beban haba yang tinggi: Boleh menampung kapasiti dan suhu haba yang tinggi.

Tahan kekotoran: Keadaan terbendalir menghalang pembentukan bahan cemar.

Aplikasi:

Digunakan dalam penjanaan kuasa, reaktor kimia, dan pemprosesan biojisim.

Kesimpulan
Pemilihan penukar haba bergantung kepada pelbagai faktor seperti jenis cecair yang sedang diproses, keperluan pemindahan haba, kekangan ruang, keperluan penyelenggaraan dan suhu operasi. Setiap jenis pembinaan menawarkan kelebihan unik yang disesuaikan dengan aplikasi industri tertentu. Sama ada reka bentuk ringkas penukar paip berganda atau penukar haba plat dan rangka yang sangat cekap, memahami jenis ini membolehkan jurutera membuat keputusan termaklum untuk prestasi optimum dan keberkesanan kos dalam operasi pemindahan haba.