प्लेट हीट एक्सचेंजर अधिक कुशल क्यों है?

प्लेट गर्मी एक्सचेंजर (PHEs) अक्सर आधुनिक औद्योगिक अनुप्रयोगों में गर्मी हस्तांतरण के लिए सबसे कुशल विकल्प होते हैं।कई पतली, लहरदार धातु की प्लेटों को स्टैकिंग करके, पीएचई प्रति इकाई मात्रा में भारी गर्मी हस्तांतरण सतह प्राप्त करते हैं - अक्सर 100 एम-2002 / एम3, एक विशिष्ट शेल-एंड ट्यूब इकाई के लिए केवल 20-50 एम2 / एम3 की तुलना में।प्रत्येक प्लेट में तरंगें मध्यम प्रवाह दरों पर भी अशांति को प्रेरित करती हैं, जिससे तरल-से- तरल सेवा के लिए 3,000-7,000 W / m2 · K के आदेश पर गर्मी- हस्तांतरण गुणांक पैदा होते हैं।

पतली प्लेटों को वैकल्पिक गर्म / ठंडे चैनलों बनाने के लिए ले जाने वाले सलाखों के बीच क्लैम्प किया जाता है।

प्लेट-एंड-फ्रेम हीट एक्सचेंजर संपर्क क्षेत्र को गुणा करने के लिए तरल पदार्थ को घनत्व वाली प्लेटों के बीच निचोड़ते हैं।एक बड़े खोल के साथ एक बड़े खोल-और-ट्यूब बंडल की तुलना में, प्लेट डिजाइन अंतरिक्ष के एक अंश में एक ही कर्तव्य फिट करता है।कई निर्माताओं ने पीएचई के लिए बराबर शेल-एंड-ट्यूब इकाइयों के मुकाबले 70-90% छोटे पदचिह्न की रिपोर्ट की, बहुत अधिक क्षेत्र घनत्व के लिए धन्यवाद।यह कॉम्पैक्टनेस अक्सर कम अपफ्रॉन्ट लागत के लिए भी अनुवाद करता है: उद्योग गाइड नोट करते हैं कि प्लेट एक्सचेंजरों को आमतौर पर कम सामग्री की आवश्यकता होती है और तुलनीय ट्यूब बंडल की तुलना में कम लागत होती है।

शेल-एंड-ट्यूब एक्सचेंजर बनाम प्लेट की तुलना

हीट एक्सचेंजर कई रूपों में आते हैं, लेकिन सबसे आम औद्योगिक प्रकार खोल-एंड-ट्यूब, प्लेट-एंड-फ्रेम, और विभिन्न फिननेड-ट्यूब (या प्लेट-पिन) डिजाइन हैं।

संक्षेप में, प्लेट गर्मी एक्सचेंजर शेल-एंड-ट्यूब एक्सचेंजर की तुलना में पांच गुना अधिक कुशल हैं, जिससे उन्हें ऊर्जा वसूली, एचवीएसी, खाद्य / फार्मा, रासायनिक और कई अन्य उद्योगों के लिए आदर्श बना दिया जाता है जहां तरल पदार्थ अपेक्षाकृत स्वच्छ हैं और अंतरिक्ष या लागत एक चिंता है।

औद्योगिक ऊर्जा ऑडिट में एक सामान्य केस स्टडी से पता चलता है कि शेल-एंड-ट्यूब से प्लेट एक्सचेंजर में स्विच करना कुछ प्रक्रियाओं में थर्मल ऊर्जा खपत को 15-30% तक कम कर सकता है।

उत्कृष्ट थर्मल दक्षता

उत्कृष्ट ताप दक्षता केकॉम्पैक्ट प्लेट गर्मी एक्सचेंजरयह उनकी ज्यामितीयता और प्रवाह से उत्पन्न होता है।

प्रमुख कारकों में शामिल हैंः

अत्यधिक सतह क्षेत्र घनत्व:

स्टैक्ड प्लेटें सिलेंडर ट्यूब की तुलना में गर्मी विनिमय के लिए बहुत अधिक क्षेत्र बनाते हैं।पीएचई सतह-क्षेत्र घनत्व 100-200 एम 2 प्रति एम 3 वॉल्यूम तक पहुंच सकता है, जबकि शेल-एंड-ट्यूब सिस्टम के लिए केवल 20-50 एम 2 / एम 3।एक गर्मी एक्सचेंजर में तापमान अंतर के प्रत्येक 10 डिग्री सेल्सियस अधिक क्षेत्र उपलब्ध होने पर अधिक गर्मी हस्तांतरण का उत्पादन करता है, इसलिए यह बड़ा क्षेत्र सीधे प्रदर्शन को बढ़ावा देता है।

पतली प्लेटें, छोटे संचरण मार्ग:

प्लेट आमतौर पर 0.4-1.0 मिमी मोटी होती है।धातुएं (स्टेनलेस स्टील, टाइटैनियम, निकेल मिश्र धातु) गर्मी को जल्दी से संचालित करती हैं, और पतलीता का मतलब है कि संचरण दूरी छोटी है।यह उच्च समग्र गर्मी हस्तांतरण गुणांक पैदा करता है।व्यावहारिक शब्दों में, प्लेट एक्सचेंजर अक्सर हजारों W / m2 · K में यू-मूल्य देखते हैं, जो कुछ सैकड़ों की तुलना में बराबर शेल-साइड तरल पदार्थ या फिनेड कॉयल के लिए होता है।

उबाऊ प्रवाह चैनलः

प्रत्येक प्लेट में शेवरन या हेरिंगबोन की तरंगें छाई या मुद्रित हैं।चूंकि तरल पदार्थ एक पतली, घनत्व वाले अंतर के माध्यम से बहता है, इसलिए पैटर्न मामूली प्रवाह दरों पर भी अशांति को मजबूर करता है।यह सीमा परतों को बाधित करता है और संक्रामक गर्मी हस्तांतरण को बहुत अधिक रखता है।तरंग पैटर्न चिकनी चैनलों की तुलना में गर्मी हस्तांतरण गुणांक दोगुना से अधिक कर सकते हैं।

कुशल प्रवाह मार्ग:

अधिकांश पीएचई वैकल्पिक गर्म / ठंडे चैनल का उपयोग करते हैं और अक्सर काउंटरफ्लो (या मल्टी-पास काउंटरफ्लो) व्यवस्था में तरल पदार्थों को कॉन्फ़िगर करते हैं।काउंटरफ्लो का मतलब है कि गर्म और ठंडे धाराएं विपरीत दिशाओं में आगे बढ़ते हैं, जिससे एक्सचेंजर के साथ अधिकतम तापमान अंतर हो सकता है और न्यूनतम "पिंच" (उपचार) तापमान सक्षम हो सकता है।आदर्श काउंटरफ्लो में, ठंडे आउटलेट सैद्धांतिक रूप से गर्म इनलेट तापमान से संपर्क कर सकता है, जिससे ड्राइविंग बल को अधिकतम किया जा सकता है।कुछ डिजाइन चरम काउंटरफ्लो कॉन्फ़िगरेशन में तापमान क्रॉस (कल्ड आउटलेट की तुलना में गर्म आउटलेट कूलर) को भी प्राप्त करते हैं - सिंगल-पास शेल-ट्यूब इकाइयों में कुछ व्यावहारिक रूप से असंभव।

एक इंजीनियरिंग बेंचमार्क नोट करता है कि एक मल्टी-ट्यूब बंडल एक ही मात्रा के एक बड़े ट्यूब की तुलना में ~ 12 × अधिक कुशल है; पीएचई उस प्रभाव को और भी गुणा करते हैं।

प्रवाह गतिशीलता और दबाव गिरावट

जबकितकिया प्लेटेंगर्मी हस्तांतरण को बढ़ावा देते हैं, वे दबाव में गिरावट भी बढ़ाते हैं क्योंकि तरल पदार्थ तंग, घुमावदार मार्गों पर बातचीत करते हैं।डिजाइनर हाइड्रोलिक लागत के साथ दक्षता को संतुलित करते हैंः

ऑप्टिमाइज़्ड प्लेट ज्यामितीय:

हीट-एक्सचेंजर निर्माताओं प्रदर्शन को ट्यून करने के लिए तरंग कोण, गहराई और प्लेट अंतराल को समायोजित करते हैं।संकीर्ण चैनल और तेज तरंगें अशांति (और गर्मी हस्तांतरण) को बढ़ाती हैं, लेकिन दबाव में गिरावट भी बढ़ाती हैं।कई आधुनिक पीएचई डिजाइन स्वीकार्य पंपिंग शक्ति के साथ बहुत उच्च गर्मी हस्तांतरण के एक मीठे स्थान को मारने के लिए प्लेट ज्यामितीय को अनुकूलित करते हैं।

मल्टी-पास और काउंटरफ्लोः

सीमित स्थान में उच्च दक्षता बनाए रखने के लिए, पीएचई अक्सर बहु-पास प्रवाह का उपयोग करते हैं।बाहर निकलने से पहले कई प्लेटों के माध्यम से तरल पदार्थ zig-zag, प्रभावी ढंग से एक छोटे पैकेज में लंबे प्रवाह पथों का अनुकरण करते हैं।काउंटरफ्लो या क्रॉस-काउंटरफ्लो लेआउट तापमान ग्रेडिएंट को आगे बढ़ाता है।

दबाव ड्रॉप प्रबंधनः

निर्माता सक्रिय रूप से दबाव गिरावट का नियंत्रण करते हैं।चौड़ा-गैप प्लेट डिजाइनबड़े और बड़े नोजल चिपचिपा या कण प्रवाह में दबाव हानि को कम करते हैं।यहां तक कि कॉम्पैक्ट पीएचई में, दबाव की गिरावट अक्सर एक समान शेल-एंड-ट्यूब इकाई के बराबर होती है, लेकिन ट्रांसफर की गर्मी बहुत अधिक होती है, इसलिए समग्र ऊर्जा दक्षता (पीपी प्रति पंपिंग वाट) अभी भी प्लेटों का पक्ष ले सकती है।

उच्च गर्मी हस्तांतरण गुणांक और उचित दबाव ड्रॉप के संयोजन का मतलब है कि पीएचई अक्सर छोटे, अधिक ऊर्जा कुशल सिस्टम डिजाइनों को सक्षम करते हैं।

कॉम्पैक्टता और अंतरिक्ष बचत

प्लेट गर्मी एक्सचेंजर के सबसे हड़ताले लाभों में से एक उनकी कॉम्पैक्टता है।अपने उच्च क्षेत्र घनत्व के लिए धन्यवाद, पीएचई शेल-एंड-ट्यूब इकाइयों की तुलना में बहुत कम मात्रा और वजन में एक ही गर्मी कर्तव्य प्रदान करते हैं।सामान्य डेटा बिंदु:

फुटप्रिंट में कमी:

उद्योग के स्रोत ट्यूब की तुलना में प्लेट इकाइयों के लिए 70-90% छोटे पदचिह्न का उल्लेख करते हैं।यह उन पौधों में मायने रखता है जहां रैक स्पेस और पाइपिंग रन प्रीमियम पर हैं।

कम सामग्री का उपयोग:

एक कॉम्पैक्ट एक्सचेंजर कम स्टील और कम घटकों का उपयोग करता है।यह अक्सर लागत कम करता है।कम मात्रा का अर्थ है गर्मी या ठंडा करने के लिए तरल पदार्थ के छोटे टैंकों का भी अर्थ है, सिस्टम नियंत्रण में सुधार।

औद्योगिक गर्मी एक्सचेंजर डिजाइन में, इस आकार लाभ को अतिशयोक्ति नहीं किया जा सकता है।एक रासायनिक प्रसंस्करण संयंत्र या बिजली स्टेशन में, दर्जनों एक्सचेंजर पाइप रैक स्थान साझा कर सकते हैं।प्लेटों का उपयोग करके एक ही क्षेत्र में एक्सचेंजर की संख्या को दोगुना या तीन गुना कर सकते हैं।कई आधुनिक स्किड और ओईएम सिस्टम अब प्लेट एक्सचेंजर को मुख्य रूप से उनके अंतरिक्ष-सहायता गुणों के लिए निर्दिष्ट करते हैं।

SHPHE द्वारा विशेष प्लेट हीट एक्सचेंजर डिजाइन

प्लेट गर्मी एक्सचेंजर के मुख्य लाभ चुनौतीपूर्ण औद्योगिक स्थितियों के लिए तैयार कई विशेष डिजाइनों के विकास से आगे बढ़े हैं।

गस्केट प्लेट गर्मी एक्सचेंजर(जीपीएचए)

ये प्लेट गर्मी एक्सचेंजर का सबसे आम रूप हैं, जिसमें एलेस्टोमेरिक गैस्केट द्वारा सील किए गए तरंगदार प्लेटें हैं।वे तरल पदार्थों के लिए आदर्श हैं जिन्हें अलग रखा जाना चाहिए और उन प्रणालियों के लिए जिन्हें लगातार विघटन या सफाई की आवश्यकता होती है।

अनुप्रयोग: एचवीएसी, जिला हीटिंग / शीतलन, भोजन और पेय, दवा, और स्वच्छ रासायनिक प्रक्रियाएं।

ताकत: आसान रखरखाव, पुनः कॉन्फ़िगर प्लेट पैक, त्वरित गस्केट प्रतिस्थापन।

गस्केट डिजाइन आसान निरीक्षण और सफाई की अनुमति देता है, जिससे स्वच्छता मानकों या लचीले ऑपरेशन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए एक पसंदीदा समाधान बन जाता है।

वेल्डेड प्लेट हीट एक्सचेंजर

उच्च दबावों और आक्रामक मीडिया को संभालने के लिए, वेल्डेड प्लेट गर्मी एक्सचेंजर गैस्केट के बजाय लेजर या टीआईजी-वेल्डेड सीम का उपयोग करते हैं।कई उप-प्रणाली हैंः

-ब्लॉक-टाइप वेल्डेड एक्सचेंजरएस एस

ये प्लेटें आंतरिक प्रवाह मार्गों और बाहरी फ्रेम के साथ एक ब्लॉक में वेल्डिंग की विशेषता हैं।वे गैस के प्रकारों की तुलना में उच्च दबाव और तापमान का सामना करते हैं, और अक्सर गैस प्रसंस्करण, रिफाइनरी और रासायनिक उद्योगों में तैनात किए जाते हैं।

लाभः गस्केट-मुक्त ऑपरेशन, कॉम्पैक्टनेस, तनाव के तहत उच्च अखंडता।

सफाई: कुछ मॉडलों में रासायनिक सफाई के लिए खोलने योग्य कवर या चैनल होते हैं।

-वाइड गैप प्लेट एक्सचेंजरएस एस

फाइबर या कणों से भरे तरल पदार्थों को संभालने के लिए डिज़ाइन किए गए, इन एक्सचेंजरों में प्लेटों और विशेष रूप से आकार के प्रवाह चैनलों के बीच अधिक दूरी होती है।वे पल्प, अपशिष्ट जल, या शलरी जैसी तरल पदार्थों के लिए अच्छी तरह से उपयुक्त हैं जो मानक प्लेटों को रोकेंगे।

उपयोग के मामले: चीनी परिष्करण, कागज मिल, औद्योगिक जल निकासी उपचार।

मुख्य विशेषता: प्रवाह ज्यामितीय अवरोध को रोकता है और उच्च थ्रूपट सक्षम बनाता है।

सर्किट के लिए गर्म आवरण (पीसीएचए)

सबसे उन्नत प्रकारों में से, मुद्रित सर्किट हीट एक्सचेंजर धातु की प्लेटों में प्रवाह चैनलों को रासायनिक रूप से उत्कीर्ण करके और फिर उन्हें एक साथ बांधने के प्रसार द्वारा निर्मित किए जाते हैं।ये बहुत उच्च दबाव (600 बार तक) और बहुत उच्च तापमान (800 °C तक) पर काम कर सकते हैं।

अनुप्रयोग: हाइड्रोजन उत्पादन, एलएनजी, सुपरक्रिटिकल CO2 चक्र, और कॉम्पैक्ट परमाणु रिएक्टर।

लाभः असाधारण शक्ति, बहुत उच्च क्षेत्र घनत्व, और कॉम्पैक्ट डिजाइन।

पीसीएचई कॉम्पैक्ट हीट एक्सचेंजर प्रौद्योगिकी के अत्याधुनिक किनारे का प्रतिनिधित्व करते हैं, जो अत्यधिक-ड्यूटी अनुप्रयोगों में प्लेट-शैली थर्मल दक्षता लाता है।

Tag: क्यों हैट एक्सचेंजर अधिक प्रभावी है?

प्लेट गर्मी एक्सचेंजर कई उद्योगों में सबसे कुशल और बहुमुखी थर्मल समाधानों में से एक के रूप में खड़े हैं।उनके बेहतर गर्मी हस्तांतरण प्रदर्शन, कॉम्पैक्ट डिजाइन, और कम ऑपरेटिंग लागत उन्हें इष्टतम विकल्प के रूप में स्थान देती है जहां भी दक्षता और अंतरिक्ष बचत मायने रखती है।

जिला ऊर्जा और एचवीएसी से तेल परिष्कृत और उन्नत हाइड्रोजन प्रक्रियाओं तक, पीएचई भारी और कम कुशल विकल्पों को विस्थापित करना जारी रखते हैं।वाइड-गैप प्लेटों, वेल्डेड ब्लॉक और मुद्रित सर्किट डिज़ाइन जैसे नवाचारों के साथ, प्लेट एक्सचेंजर के लिए अनुप्रयोगों की सीमा बढ़ रही है।

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