d − nên công thức tính lượng chứa ẩm ’
3.5.1 Tổng quan về thiết bị trao đổi nhiệt
Thiết bị trao đổi nhiệt là loại thiết bị được sử dụng rất phổ biến trong nhiều nghành, nó đa dạng về chủng loại cũng như hình thức. Để thiết kế tốt một thiết bị trao đổi nhiệt, người thiết kế phải nắm vững các kiến thức về truyền nhiệt, cơ học chất lỏng, cơ khí chế tạo, vật liệu và sức bền vật liệu… Trong thiết bị trao đổi nhiệt, các yếu tố thường xảy ra đồng thời và tác động tương hỗ hết sức phức tạp, do vậy trước khi thiết kế cần phải nắm vững các yêu cầu của sản xuất, những điều kiện cụ thể của công nghệ. Mà sơ bộ nghĩ ra dạng kết cấu thiết bị thích hợp, sau đó tiến hành tính toán chi tiết và hiệu chỉnh. Thiết bị trao đổi nhiệt sau khi tính toán xong tối thiểu phải thỏa mãn các yêu cầu sau đây:
_ Thoả mãn đầy đủ các điều kiện trao đổi nhiệt của yêu cầu sản xuất đề ra. _ Đảm bảo độ bền, kết cấu hợp lý, có độ tin cậy cao
_ Thuận tiện trong chế tạo,lắp đặt, bảo trì _Giá thành phải hợp lý
Giữa các yêu cầu này thường có sự ràng buộc và tác động qua lại lẫn nhau, ví dụ khi thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt với chất tải nhiệt có tính xâm thực mạnh. Trong trường hợp này có khả năng chúng ta phải sử dụng những vật liệu chống ăn mòn cao thì thiết bị mới đảm bảo độ bền. Nhưng đồng thời vật liệu này lại khá đắt, thiết bị chế tạo ra có giá thành cao khó chấp nhận. Do vậy người thiết kế phải có sự phân tích chi tiết tất cả các điều kiện qua lại này. Từ đó xác định được các điều kiện thiết kế hợp lí trong tình hình cụ thể.
Hiện nay do sự phát triển công nghệ trên thế giới, nhiều thành tựu được đưa vào trong thiết kế chế tạo thiết bị trao đổi nhiệt. Do vậy có rất nhiều thiết bị trao đổi nhiệt hiện có mặt trên thị trường hiện nay
- Thiết bị trao đổi nhiệt vách ngăn hoạt động liên tục, trong đó bao gồm: +) Thiết bị trao đổi nhiệt ống trơn
+) Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống bọc (double tube type heat exchanger ) +) Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống vỏ
+) Thiết bị trao đổi nhiệt dùng cho lò ống vỏ +) Thiết bị trao đổi nhiệt dùng cho lò công nghiệp +) Thiết bị trao đổi nhiệt có cánh
+) Thiết bị trao đổi nhiệt bằng điện - Thiết bị trao đổi nhiệt hỗn hợp
- Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống nhiệt
Như chúng ta đã biết muốn tăng được nhiệt lượng truyền Q có thể giải quyết bằng các biện pháp sau.
+) Tăng sự chênh lệch nhiệt độ ∆t
+) Tăng cường trao đổi nhiệt α
Tuy nhiên trong nhiều trường hợp không thể tăng ∆t và α thì biện pháp
hữu hiệu nhất thường được sử dụng là tăng diện tích trao đổi nhiệt F. Để tăng được diện tích truyền nhiệt người ta làm cánh trên bề mặt trao đổi nhiệt.
a) Ưu điểm:
- Tăng diện tích bề mặt truyền nhiệt
- Gây rối loạn dòng chất lỏng, nên kết cấu thiết bị gọn nhẹ mà vẫn đảm bảo yêu cầu về khả năng truyền nhiệt, hiệu suất cao.
b) Nhược điểm:
- Chế tạo phức tạp, nên giá thành thiết bị cao
c) Phạm vi ứng dụng của thiết bị
- Được sử dụng rộng rãi trong nhiều chủng loại thiết bị trao đổi nhiệt.
d) Công nghệ chế tạo
Cánh chủ yếu được chế tạo và gắn tại bề mặt ngoài của ống. Còn bề mặt truyền nhiệt cánh chỉ có tác dụng khi gắn trên bề mặt phía môi chất có hệ số toả nhiệt đối lưu nhỏ (ví dụ không khí, khói…vv).
Có nhiều dạng cánh được gắn trên ống, thông dụng nhất là cánh tròn hoặc cánh chữ nhật. Ở đây ống bằng thép hoặc bằng đồng, cánh có thể bằng nhôm hoặc bằng đồng.
Cánh chỉ có tác dụng làm tăng diện tích bề mặt trao đổi nhiệt ở phía môi chất có hệ số trao đổi nhiệt nhỏ từ đó tăng cường độ truyền nhiệt một khi việc gắn cánh trên ống được thực hiện tốt (thật chặt và thật khít để không tạo khe hở giữa chân cánh và ống).Thường việc gắn cánh được thực hiện bằng phương pháp hàn, mạ kẽm, mạ đồng.
Trong các thiết bị trao đổi nhiệt trên thì ưu việt nhất là thiết bị trao đổi nhiệt loại có cánh.
