热传递是植物高效厌氧消化的关键因素。无论是对原料进行预处理或预热,提高工艺效率,还是对digestate进行巴氏消毒或减少其体积,越来越多的AD工厂设计师和运营商正在使用热交换器来提高他们的热处理要求。然而,随着各种各样的应用的可能,重要的是,您选择正确的热交换器为您的个人需求。
知道你的进程
市场上有许多类型的换热器:板式,管状,波纹管,刮面等。每一种都适用于特定的应用,所以仔细考虑你的工艺,包括加热或冷却的材料的性质,工艺的目标(如预热或巴氏灭菌),以及使用热交换器的环境的任何限制。传热的驱动力是两种物质(在大多数情况下是流体)之间的温差。在光滑管状热交换器的情况下,两种简单流体的温度在通过热交换器时发生变化。制作波纹管和刮面热交换器的原因之一是,它们适用于具有复杂性质的流体和材料,如粘性和非牛顿流体,或含有颗粒或沉淀物的材料。因此,在选择你的热交换器之前,你应该时刻注意要加工的材料,从制造商和他们的代理商那里寻求专业的建议,以帮助选择过程。
一种方法不能适用于所有情况
一旦选择了正确的交换器类型,开发人员和操作人员必须确保所提供的模型符合工作要求。换句话说,它为被处理的流体和所需的吞吐量提供了适当的传热量。热交换器必须具有足够大的传热面积,以满足指定流体及其指定的进口和出口温度。大多数计算还应考虑到变量,如热交换器是使用逆流还是平行流运行。
打破贸易壁垒
控制传热的另一个重要因素是通过形成两种流体之间屏障的各种“层”的热流阻力。实际上有5个这样的层:
- 由流动的流体与管的内表面密切接触而形成的内部“边界层”。
- 由固体或半固体在管的内表面沉积而形成的污垢层(这一层可能存在,也可能不存在,但尤其会在漏出物中发现)。
- 管壁的厚度和所使用的材料,这将控制通过管本身的热流的阻力。
- 由固体或半固体沉积在管的外表面形成的污垢层(可能存在,也可能不存在)。
- 由流动的流体与管的外表面密切接触而形成的外部“边界层”。
编号2和4的值通常可以由客户根据经验提供,而热交换器的设计者将选择管子的尺寸,厚度和材料,以适应应用。由数字1和5产生的热流阻力(称为部分传热系数)取决于流体的性质和传热表面本身的几何形状。
创建湍流
防止这些层形成的一种方法是提高流体通过热交换器的速度,这样就会形成湍流,边界层就会从管的表面脱离。这就是所谓的层流(流体在光滑层中流过,最内层的流动速度高于最外层的流动速度)变成湍流(流体不在光滑层中流动,而是在流动时混合或搅动)的点。
这发生的速度受到许多不同因素的影响,但为了量化它,以指定热交换器的目的,工程师使用称为雷诺数(Re)的东西。这是由管道的直径、流体的质量速度和粘度决定的。小于2100的雷诺数描述层流,而高于10000的雷诺数描述完全湍流。在这两个数值之间是一个不确定的区域,称为过渡区,在那里我们可以看到从完全层流到完全湍流的一般过渡。在实践中,工程师尽量在这个区域之外提供解决方案。一旦流体/秒进入紊流区(Re > 2100),波纹等管变形有助于提高传热性能。这是使用波纹管换热器的主要原因。
确定层流何时变为湍流对设备性能至关重要
最先进的计算
与任何一种科学一样,热动力学的数学和理解也在不断发展和提高。然而,许多常用的用于建立计算和热交换器性能模型的文献可达80年之久,并不总是反映最新的科学。此外,虽然有关于流体在光滑和波纹管中的行为的科学文献,但很少有关于刮刮表面热交换器的公开数据。
利用它的经验和最新的科学数据,HRS热交换器已经产生了一个新的最先进的软件程序,我们使用它来计算我们的热交换器的必要尺寸。它已经产生了一些有趣的结果,并为如何设计提供最佳性能水平的管状和刮刮表面热交换器提供了新的见解。
专利的HRS UNICUS系列刮面换热器处理困难的传热应用效率
了下:快速原型

