c) Ngăn hình tròn và vành khăn
3.5. Đại cương về tính các thiết bị trao đổi nhiệt
Trong bất kì một tính toán nào về thiết bị trao đổi nhiệt thì mục đích vẫn là tìm điều kiện để thu một lương nhiệt tối ưu, do đó luôn gặp phải vấn đề về giá đầu tư thiết bị, giá vận hành và mâu thuẫn giữa nhiệt lượng trao đổi, độ giảm áp, những mâu thuẫn chỉ giải quyết được bằng sự dung hòa hợp lí. Vấn đề là ở chỗ hệ số cấp nhiệt sẽ càng lớn khi vận tốc chuyển động (chảy) của lưu thể càng cao, khi trị số Reynolds càng lớn, nhưng vận tốc chảy càng lớn, chế độ chảy càng rối thì trở lực chảy càng lớn, độ giảm áp theo dòng chảy càng cao, do đó công lưu tốn để lưu chuyển chất trao đổi nhiệt càng nhiều, mặc dù lúc đó người ta tiết kiệm được bề mặt trao đổi nhiệt, nghĩa là giảm được giá đầu tư.
Một trong những hệ quả trực tiếp của đại lượng tốc độ chảy là vấn đề lắng đọng cặn bẩn trên thành ống làm tăng nhiệt trở, làm giảm hệ số cấp nhiệt cũng như việc dẫn đến việc ngừng tạm thời thiết bị trao đổi nhiệt để cọ rửa sửa chữa.
dễ tạo cặn bẩn. Nói chung cần cọ rửa thiết bị trao đổi nhiệt sau khoảng một năm làm việc.
Bề mặt qua đó thực hiện sự trao đổi nhiệt còn bị giới hạn bởi hiện tượng sau. Dòng nhiệt trao đổi tỷ lệ thuận với hiệu nhiệt độ giữa hai lưu thể mà hiệu nhiệt độ đó lại giảm khi bề mặt của thiết bị tăng, nghĩa là ở môt giá trị của bề mặt A nào đó, việc tăng bề mặt một lượng ∆A nào đó, sẽ làm tăng giá đầu tư vận hành một lượng đúng bằng giá thu được bởi lượng nhiệt tiết kiệm được. Điều này liên quan trực tiếp đến hiệu nhiệt độ của hai lưu thể tại đầu tư ra và đầu tư vào của thiết bị trao đổi nhiệt. Có tồn tại một hiệu nhiệt độ tối thiểu tại đầu ra của thiết bị trao đổi nhiệt mà vượt quá giới hạn đó, thiết bị trao đổi nhiệt không cho phép tiết kiệm năng lượng nữa.
Một cách tổng quát ta luôn cần tính toán chính xác đến mức có thể lựa chọn (các thiết bị trao đổi nhiệt đã có trên thị trường) hoặc thiết kế của thiết bị trao đổi nhiệt thích hợp, nhưng việc tính đó thường khá phức tạp và trong nhiều trường hợp luôn phải dùng các phương trình thực nghiệm với những hệ số thực nghiệm cho trong các cuốn sổ tay nên không thể cho kết quả hoàn toàn đáng tin cậy. Điều đó càng thể hiện rõ trong công nghiệp dầu mỏ vì thành phần, tính chất các lưu thể rất phức tạp, không biết chính xác vì sự lắng đọng cặn bẩn với thời gian.
Trước khi tính một thiết bị trao đổi nhiệt cần có một sự đánh giá sơ bộ kiểu cấu trúc, bề mặt trao đổi nhiệt, khả năng lựa chọn, thiết kế và chế tạo, sửa chữa, thay thế.v.v.. Muốn thế phải dựa vào lưu thể cần trao đổi nhiệt, tính chất, lưu lượng, vùng nhiệt độ, độ sẵn có của lưu thể tự nhiên rẻ tiền như nước ngọt, nước biển, không khí (ở nhiệt độ nào).
Ví dụ: để làm nguội một lưu thể mỏ ở nhiệt độ không còn cao ta dùng không khí, nước hay kết hợp cả hai thứ đó. Phương án nào lợi nhất là một vấn khó được tính toán chính xác.
Phần II