المبادل الحراري من النوع U مقابل المبادل الحراري من النوع W من الغاز إلى الغاز: ما هو مسار التدفق الذي يناسب تصميم محطتك؟

لا يعد استرداد حرارة غاز المداخن الصناعي مجرد مشكلة حسابية حرارية؛ إنها أيضًا مشكلة في تخطيط النبات. يؤثر مسار تدفق المبادل الحراري من الغاز إلى الغاز على توجيه مجاري الهواء، وبصمة المعدات، ومقاومة المروحة، والوصول إلى الصيانة، وتراكم الرماد، وتكلفة التركيب. غالبًا ما يتم اختيار A مبادل حراري من الغاز إلى الغاز من النوع U عندما يحتاج مسار الغاز إلى عكس الاتجاه داخل مساحة صغيرة، في حين يتم أخذ التصميم من النوع W عادةً في الاعتبار عندما يلزم وجود مسار تدفق داخلي أطول واستخدام أعلى لمنطقة نقل الحرارة.

الوجبات الجاهزة الرئيسية

●  أ يناسب المبادل الحراري الغازي من النوع U المخططات المدمجة.

●  تصميم من النوع U عملي لعكس اتجاه الغاز.

●  يوفر التصميم من النوع W مسارًا داخليًا أطول للغاز.

●  يؤثر تخطيط المصنع بشدة على اختيار مسار التدفق.

●  يجب التحقق من انخفاض الضغط قبل التصميم النهائي.

●  يمكن أن يؤدي خطر التلوث إلى تغيير البنية المفضلة.

●  غالبًا ما تكون هناك حاجة إلى تصميم مسار تدفق مخصص لغاز المداخن الصناعي.

 

فهم مسارات التدفق من النوع U والنوع W

ما الذي يحدد مسار التدفق من النوع U

أ يستخدم المبادل الحراري الغازي من النوع U طريق الغاز الداخلي حيث يدخل التيار إلى المبادل، ويدور داخل الجسم، ويخرج في اتجاه عكسي أو في نفس الجانب. يكون هذا الهيكل مفيدًا عندما لا يمكن تمديد مجاري الهواء الخارجية في خط مستقيم بسبب الجدران أو المنصات أو معدات المعالجة أو خطوط غاز المداخن الموجودة. في المشاريع التحديثية، يمكن للمبادل الحراري الصفائحي من الغاز إلى الغاز من النوع U أن يقلل الحاجة إلى أكواع إضافية، وقنوات انتقالية طويلة، وتغييرات رئيسية في التخطيط.

ما الذي يحدد مسار التدفق من النوع W

يستخدم المبادل الحراري المسطح من الغاز إلى الغاز من النوع W تغييرات اتجاهية متعددة داخل المبادل، مما يؤدي إلى إنشاء مسار غاز أطول من الترتيب البسيط المباشر أو من النوع U. يمكن للمسار على شكل حرف W أن يزيد من وقت بقاء الغاز ويحسن استخدام منطقة نقل الحرارة عندما يكون انخفاض الضغط المسموح به كافياً. ومع ذلك، بالمقارنة مع المبادل الحراري الصفائحي من الغاز إلى الغاز من النوع U ، فإن تصميم النوع W عادةً ما يتطلب تقييمًا أكثر دقة لمقاومة التدفق ومناطق ترسيب الرماد.

لماذا يؤثر اختيار مسار التدفق على النظام بأكمله

يحدد مسار التدفق كيفية اتصال المبادل بالقنوات، وكيفية توزيع سرعة الغاز، ومقدار طاقة المروحة المطلوبة. قد يتناسب المبادل الحراري الغازي من النوع U بشكل أفضل عندما تحتاج قنوات الدخول والخروج إلى البقاء قريبة من بعضها البعض أو على نفس الجانب من الجهاز. قد يكون التصميم من النوع W مفضلاً عندما يكون لدى المصنع مساحة تركيب كافية ويتطلب المشروع مسارًا أطول لنقل الحرارة.

 

عوامل تخطيط النبات التي تؤثر على الاختيار

متطلبات المدخل والمخرج من نفس الجانب

غالبًا ما يكون المبادل الحراري الغازي من النوع U مناسبًا عندما يلزم ترتيب مدخل ومخرج الغاز الساخن على نفس الجانب أو داخل منطقة اتصال مقيدة. يظهر هذا المطلب بشكل متكرر في المصانع القائمة حيث لا يمكن تغيير مسار مجاري الهواء الأصلي دون مقاطعة الإنتاج أو إعادة بناء الهياكل الفولاذية. من خلال عكس مسار الغاز داخليًا، يمكن لمبادل حراري من النوع U من الغاز إلى الغاز أن يحافظ على نظام مجاري الهواء الخارجي أكثر بساطة وأكثر إحكاما.

البصمة المتاحة وتوجيه المعدات

تحدد المساحة المتاحة ما إذا كان يمكن وضع المبادل أفقيًا، أو رأسيًا، أو بالقرب من الحائط، أو فوق منصة، أو بجانب قناة موجودة. يكون المبادل الحراري من النوع U من الغاز إلى الغاز أكثر مرونة بشكل عام عندما تكون المساحة محدودة لأنه يمكن ترتيب مسار التدفق حول قيود الموقع. قد تتطلب الهياكل من النوع W مزيدًا من طول المعدات أو منطقة تركيب أكثر انفتاحًا لاستيعاب مسار الغاز الأطول وهندسة الاتصال.

توجيه القناة وتعقيد التثبيت

يؤثر توجيه مجاري الهواء على فقدان الضغط، وتكلفة التصنيع، ودعم الأعمال الفولاذية، ووقت التركيب الميداني. يمكن لمبادل الحرارة الصفائحي من الغاز إلى الغاز من النوع U أن يقلل من دوران القناة الخارجية عندما تتطلب العملية بالفعل تغييرًا في اتجاه الغاز. يمكن أن يكون تصميم النوع W فعالاً في التركيبات الجديدة حيث يتم تخطيط توجيه مجاري الهواء مع تخطيط المبادل من البداية.

 

مقارنة الأداء الهندسي

انخفاض الضغط وقوة المروحة

يعد انخفاض الضغط أحد أهم الاختلافات بين تصميمات النوع U والنوع W. غالبًا ما يكون للمبادل الحراري الغازي من النوع U مسار داخلي أقصر من التصميم من النوع W، لكن المقاومة الفعلية لا تزال تعتمد على تباعد القنوات، وسرعة الغاز، وهندسة اللوحة، وكثافة الغاز. يمكن أن تؤدي مسارات التدفق من النوع W إلى انخفاض أعلى في الضغط عندما يكون مسار الغاز أطول، لذلك يجب التحقق من سعة المروحة ومقاومة التشغيل قبل الاختيار.

كفاءة نقل الحرارة

يمكن أن يوفر التصميم من النوع W أداءً أقوى في نقل الحرارة عندما يزيد المسار الأطول من وقت الاتصال ويحسن استخدام السطح. لا يزال بإمكان المبادل الحراري الصفائحي من الغاز إلى الغاز من النوع U تحقيق كفاءة استرداد مستقرة عندما يتم تصميم واجب الحرارة ومساحة اللوحة وتوزيع الغاز بشكل صحيح. لا ينبغي الحكم على الكفاءة فقط من خلال شكل التدفق، لأن الأداء الفعلي يعتمد أيضًا على LMTD، وعامل التلوث، وخصائص الغاز، ودرجات حرارة المخرج المسموح بها.

القاذورات وترسب الرماد

غالبًا ما يحمل غاز المداخن الصناعي الغبار أو السخام أو الرماد أو الجزيئات اللزجة أو المكونات القابلة للتكثيف. يجب تصميم مبادل حراري من النوع U من الغاز إلى الغاز مع تباعد مناسب بين القنوات وسرعة الغاز لتقليل الرواسب بالقرب من مناطق الدوران. تتطلب المسارات من النوع W اهتمامًا مماثلًا لأن تغييرات الاتجاه المتعددة قد تؤدي إلى إنشاء مناطق محلية منخفضة السرعة حيث يمكن أن تستقر الجسيمات.

 

متى تختار كل مسار تدفق

عندما يكون النوع U هو الأفضل

غالبًا ما يكون هو المبادل الحراري المسطح من الغاز إلى الغاز من النوع U الأفضل عندما يتطلب تخطيط المصنع عكس اتجاه الغاز داخل منطقة المعدات المدمجة. كما أنه عملي أيضًا عندما يجب أن تكون قنوات الدخول والخروج قريبة من بعضها البعض بسبب وجود مجاري الهواء أو أعمدة البناء أو الممرات أو معدات المعالجة. من أجل استعادة حرارة غاز المداخن التحديثي، يمكن لمبادل حراري من النوع U من الغاز إلى الغاز تبسيط عملية التثبيت مع الاستمرار في تلبية متطلبات الواجب الحراري وانخفاض الضغط.

عندما يكون النوع W هو الأفضل

يعتبر تصميم النوع W مناسبًا عندما يحتاج النظام إلى مسار غاز أطول ويكون لدى المصنع مساحة كافية لترتيب التدفق الأكبر أو الأكثر تعقيدًا. ويمكن أخذ ذلك في الاعتبار عند الحاجة إلى استعادة حرارة أعلى ويمكن لنظام المروحة تحمل المقاومة الإضافية. يجب أن يتضمن اختيار النوع W فحصًا تفصيليًا لتوزيع السرعة وسلوك التلوث والوصول إلى التنظيف.

عندما يكون مسار التدفق المخصص مطلوبًا

لا يمكن حل العديد من المشاريع الصناعية عن طريق تحديد تخطيط U-Type أو W-Type القياسي فقط. قد تكون هناك حاجة إلى مبادل حراري من النوع U مخصص للغاز إلى الغاز عندما يؤدي معدل تدفق الغاز، أو نطاق درجة الحرارة، أو اتجاه القناة، أو خطر التآكل إلى خلق قيود خاصة. يمكن للتصميم المخصص ضبط تباعد اللوحة وترتيب التمرير وموضع الفوهة ودرجة المواد وموقع منفذ الفحص والحجم الإجمالي للمعدات.

بيانات التصميم مطلوبة قبل الاختيار النهائي

معدل تدفق الغاز ودرجة الحرارة

يحدد معدل تدفق الغاز الساخن والبارد السعة الحرارية وسرعة الغاز وحجم القناة وحجم المعدات. بالنسبة لمبادل حراري من الغاز إلى الغاز من النوع U ، يحتاج المهندسون عادةً إلى بيانات التدفق العادية والحد الأدنى والحد الأقصى بدلاً من نقطة تصميم واحدة فقط. يجب التأكد من درجة حرارة المدخل ودرجة حرارة المخرج المستهدفة وتقلبات التشغيل المحتملة قبل الانتهاء من منطقة نقل الحرارة.

تكوين الغاز ومخاطر التآكل

يؤثر تكوين غاز المداخن على اختيار المواد، وخطر التآكل في نقطة الندى، وميل التلوث، وعمر الخدمة. يجب تصميم الذي المبادل الحراري الصفائحي من الغاز إلى الغاز يتعامل مع أكاسيد الكبريت أو الكلوريدات أو الفلوريدات أو الرطوبة أو البخار الحمضي بهامش تآكل مناسب ودرجة حرارة آمنة للجدار. إذا تم ضبط درجة حرارة المخرج على مستوى منخفض للغاية، فقد يتشكل مكثف حمضي على سطح نقل الحرارة ويؤدي إلى تلف المبادل.

حد انخفاض الضغط وواجهة القناة

يجب تحديد انخفاض الضغط المسموح به قبل الانتهاء من هيكل المبادل. يمكن اختيار لتقليل مبادل حراري من الغاز إلى الغاز من النوع U تعقيد القناة الخارجية، ولكن يجب أن تظل المقاومة الداخلية متوافقة مع سعة المروحة المتاحة. يجب مراجعة أبعاد القناة، ونوع الحافة، واتجاه المدخل، واتجاه المخرج، وموضع الدعم، ومساحة الصيانة مع التصميم الحراري.

 

اعتبارات التخطيط العملي والصيانة

الوصول إلى الصيانة حول المبادل

يجب التخطيط للوصول إلى الصيانة قبل الانتهاء من توجيه المعدات. يمكن وضع للمبادل الحراري الصفائحي من الغاز إلى الغاز من النوع U وصلات أنابيب مهمة في منطقة مدمجة، لكن أبواب الفحص ونقاط التنظيف لا تزال بحاجة إلى مساحة عمل كافية. إذا تم حظر الوصول بواسطة المنصات أو الجدران أو غيرها من المعدات، فقد يصبح من الصعب تشغيل التصميم الحراري الجيد على المدى الطويل.

استراتيجية التنظيف لغاز المداخن المغبر

تتطلب تطبيقات غاز المداخن المتربة الوصول إلى التنظيف العملي وسرعة الغاز الداخلية المناسبة. يجب أن يتجنب المبادل الحراري من النوع U من الغاز إلى الغاز مناطق الدوران ذات السرعة المنخفضة للغاية حيث قد يتراكم الرماد ويقلل من مساحة نقل الحرارة الفعالة. يجب أخذ طرق التنظيف وفترات الفحص وأقسام القنوات القابلة للإزالة في الاعتبار أثناء تصميم التخطيط وليس بعد التثبيت.

التمدد الحراري والاستقرار الهيكلي

يؤدي التشغيل بدرجة حرارة عالية إلى إنشاء تمدد حراري في الألواح واللحامات والغلاف ووصلات مجاري الهواء. يحتاج المبادل الحراري المسطح من الغاز إلى الغاز من النوع U إلى السماح بالتوسع المناسب لأن الدوران الداخلي ووصلة القناة الخارجية قد تتعرض لدورات تسخين وتبريد متكررة. يعتمد الاستقرار الهيكلي على قوة المادة وجودة اللحام وتصميم الدعم والقدرة على امتصاص الحركة المرتبطة بدرجة الحرارة.

خاتمة

لا تعد مسارات التدفق من النوع U والنوع W اختيارات متنافسة مع فائز عالمي واحد؛ إنها خيارات هندسية لتخطيطات المصنع المختلفة وظروف التشغيل. يعتبر مناسبًا المبادل الحراري المسطح من الغاز إلى الغاز من النوع U بشكل عام للتركيب المدمج، وعكس اتجاه الغاز، وتوصيل مجاري الهواء من نفس الجانب، والمشاريع التحديثية، بينما غالبًا ما يتم أخذ تصميم النوع W في الاعتبار عند الحاجة إلى مسار غاز أطول واستخدام منطقة نقل حرارة أعلى. بالنسبة للمشاريع التي تتضمن غاز المداخن ذو درجة الحرارة العالية، أو المساحة المحدودة، أو المكونات المسببة للتآكل، أو العادم المغبر، أو حدود انخفاض الضغط الصارمة، يمكن لشركة Nanjing Prandtl Heat Exchange Equipment Co.,Ltd تقييم مبادل حراري من النوع U مخصص للغاز إلى الغاز أو تصميم من النوع W وفقًا لبيانات العملية الحقيقية وظروف الموقع.

 

التعليمات

ما هو المبادل الحراري الغازي من النوع U إلى الغاز؟

عبارة المبادل الحراري من الغاز إلى الغاز من النوع U عن مبادل حراري ذو لوحة ملحومة حيث يغير تيار الغاز اتجاهه داخل جسم المبادل. يسمح المسار الداخلي على شكل حرف U بترتيب قنوات الدخول والخروج بشكل أكثر مرونة في مخططات المصنع المدمجة. يتم استخدامه بشكل شائع لاستعادة حرارة غاز المداخن الصناعي حيث يجب أن يظل تيارا الغاز منفصلين.

متى يجب اختيار تصميم من النوع U؟

ينبغي النظر في استخدام مبادل حراري من الغاز إلى الغاز من النوع U عندما يتطلب الموقع عكس اتجاه الغاز، أو توصيل مجاري الهواء من نفس الجانب، أو مساحة تركيب مدمجة. إنه عملي بشكل خاص في المشاريع التحديثية حيث لا يمكن إعادة ترتيب مجاري الهواء الحالية بسهولة. يجب أن يتحقق الاختيار النهائي من واجب الحرارة، وانخفاض الضغط، ومخاطر التلوث، والوصول إلى الصيانة.

هل النوع W أكثر كفاءة من النوع U؟

قد يوفر تصميم النوع W إمكانية نقل حرارة أعلى عندما يزيد مسار الغاز الأطول من استخدام السطح. لا يزال بإمكان المبادل الحراري الصفائحي من الغاز إلى الغاز من النوع U تقديم أداء قوي عندما يكون حجمه مناسبًا لمعدل التدفق، وLMTD، ومنطقة نقل الحرارة. ويعتمد الخيار الأفضل على تصميم المصنع، وسعة المروحة، ونظافة الغاز، وهدف الاسترداد الحراري.