오일 보일러 열 교환기
인드로덕션
열 교환기는 공급원과 작업액 간에 열을 전달하는 데 사용되는 시스템입니다. 열교환기는 냉각 및 가열 공정에 모두 사용됩니다. 혼합을 방지하기 위해 유체를 고체로 분리할 수 있으며, 그렇지 않을 경우 직접 접촉할 수 있습니다. 이 발전소는 공간 난방, 냉방, 에어컨, 발전소, 화학 플랜트, 석유화학 플랜트, 석유 정제시설, 천연가스 처리 및 오수 처리 열 교환기의 전형적인 예는 엔진 냉각수라고 하는 순환 유체가 라디에이터 코일을 통해 흐르고 공기가 코일을 지나 흐르면서 냉각수를 냉각시키고 유입되는 공기를 가열하는 내부 연소 엔진에서 발견됩니다. 또 다른 예로는 전자 또는 기계 장치에서 생성된 열을 유체 매체(종종 공기 또는 액체 냉각수)로 전달하는 수동식 열 교환기인 방열판이 있습니다.
열교환기는 유동 배열에 따라 세 가지 주요 분류 등급을 받았습니다. 병렬 유동 열교환기의 경우 두 유체가 같은 쪽 끝에서 열교환기로 들어가고 서로 평행을 이루며 이동합니다. 역류형 열교환기에서 유체는 반대편 끝에서 열교환기로 들어갑니다. 카운터 전류 설계는 단위 길이의 평균 온도 차이가 더 높으므로 단위 질량당 열(전달) 매질에서 가장 많은 열을 전달할 수 있다는 점에서 가장 효율적입니다. 현재 교환에 대한 내용을 참조하십시오. 교차 유동 열 교환기에서 유체는 교환기를 통해 서로 거의 직각을 이루며 이동합니다.
유형
이중 파이프 열교환기는 업계에서 가장 간단한 열교환기입니다. 한 가지 측면에서 이 열교환기는 설계와 유지보수 모두 저렴하기 때문에 소규모 산업에 적합한 제품입니다. 반면 저효율은 큰 규모의 고공간과 결합되어 현대 산업에서는 쉘, 튜브 또는 플레이트와 같은 보다 효율적인 열교환기를 사용하고 있습니다. 그러나 이중 파이프 열교환기는 단순하기 때문에 모든 열교환기의 기본 규칙이 동일하기 때문에 학생들에게 열 교환기 설계의 기본 사항을 가르치는 데 사용됩니다.
더블 파이프 열 교환기
한 유체가 더 작은 파이프를 통해 흐를 때 다른 유체는 두 파이프 사이의 고리형 틈을 통해 흐릅니다. 이러한 유량은 이중 파이프 열 교환기에서 평행하거나 역류가 될 수 있습니다.
(A) 동일한 쪽에서 열교환기 안으로 뜨거운 액체와 차가운 액체가 모두 들어가는 병렬 흐름은 같은 방향으로 흐른 후 같은 방향으로 나옵니다. 이 구성은 두 유체가 정확히 동일한 온도에 도달하도록 설계된 경우에 더 좋습니다. 열 응력을 줄이고 보다 균일한 열 전달 속도를 제공합니다.
(b) 역류입니다. 열액과 차가운 유체가 열교환기의 반대쪽으로 들어가 반대 방향으로 흐른 다음 반대쪽 끝에서 나옵니다. 이 구성은 다른 유사한 조건에서 사용할 때 온도차가 더 커지므로 유체 간의 열 전달을 최대화하는 것이 목적일 때 권장됩니다.[인용 필요]
위 그림은 유체 교환기의 병렬 및 역유동 방향을 보여줍니다.
2.쉘-튜브 열 교환기
쉘-튜브 열 교환기에서 서로 다른 온도의 두 유체가 열 교환기를 통해 흐릅니다. 유체 중 하나는 튜브 쪽을 통해 흐르고 다른 유체는 튜브 바깥에서 쉘(쉘 쪽) 안으로 흐릅니다.
배플은 튜브를 지지하고, 유체 흐름을 대략 자연스러운 방식으로 튜브로 유도하며, 쉘 유체의 난류를 극대화하는 데 사용됩니다. 배플에는 다양한 종류가 있으며 배플의 형태, 간격 및 형상은 셸 측 힘의 허용 유속률, 튜브 지지대의 필요성 및 유동으로 인한 진동에 따라 달라집니다. 다양한 종류의 쉘-튜브 교환기가 있습니다. 차이점은 유동 구성의 배열과 구조의 세부 사항에 있습니다.
셸 및 튜브 기술(예: 연소 엔진용 인터쿨러/차지 에어쿨러)으로 공기를 냉각하기 위해 튜브에 핀을 추가하여 공기 측 열 전달 영역을 늘리고 튜브 및 핀 구성을 만들 수 있습니다.
3.판 열 교환기
판형 열교환기에는 얇은 열 전달 플레이트가 함께 번들로 포함되어 있습니다. 각 플레이트 쌍의 개스킷 배열은 두 개의 개별 채널 시스템을 제공합니다. 각 플레이트 쌍은 유체가 흐를 수 있는 채널을 형성합니다. 이 두 쌍은 용접 및 볼팅 방법으로 부착됩니다. 다음은 열교환기의 구성 요소를 보여줍니다.
단일 채널에서 가스켓의 구성을 통해 흐름이 가능합니다. 따라서 이 옵션을 사용하면 역전류 흐름에서 주 및 보조 미디어를 사용할 수 있습니다. 가스켓 판형 열교환기는 골판 열판에서 열되는 부분을 가지고 있습니다. 개스킷은 플레이트 사이의 씰로 기능하며 프레임과 압력 플레이트 사이에 위치합니다. 유체는 열 교환기 전체에서 역전류 방향으로 흐릅니다. 효율적인 열 성능이 생성됩니다. 플레이트는 다양한 깊이, 크기 및 골판 형태로 제작됩니다. 플레이트와 프레임, 플레이트와 셸, 나선형 판형 열교환기를 비롯한 다양한 종류의 플레이트를 사용할 수 있습니다. 분배 영역은 전체 열 전달 표면에 대한 유체 흐름을 보장합니다. 이렇게 하면 솔리드 표면에 원치 않는 물질이 축적될 수 있는 정체 지역을 방지할 수 있습니다. 플레이트 사이의 높은 유동 난류는 열 전달 및 압력 감소를 가져옵니다.
4.콘덴서 및 보일러 2상 열 전달 시스템을 사용하는 열 교환기는 콘덴서, 보일러 및 증발기입니다. 응축기는 뜨거운 기체 또는 증기를 응축 지점으로 취하여 냉각하고 기체를 액체 형태로 변환하는 기기입니다. 액체가 기체로 변하는 지점을 기화 라고 하고 그 반대인 지점을 응결이라고 합니다. 표면 콘덴서는 가장 일반적인 유형의 콘덴서로, 여기에는 급수 장치가 포함됩니다. 아래 그림 5는 2패스 표면 콘덴서를 보여줍니다.
이 작업은 열 교환기와 관련 펌프 시스템이 엔지니어링 표준을 사용하여 개발되는 열 교환기 시스템의 설계를 제시합니다. 반복적인 수학적 접근 방식은 고온 오일 동심 튜브 열 교환기( HX)의 설계에 사용됩니다. 이 분석에서는 TN의 채터누가 화학 플랜트에서 나오는 고온 오일 시스템의 실제 상태를 고려합니다. 필요한 열 교환기의 치수 및 흐름 요구 사항을 유추하여 지정된 열 전달을 필요로 하는 수학적 모델이 개발되었습니다. 그 후 , 열교환기 펌프 시스템의 개발을 검토한다
열 교환기는 고온 유체에서 저온 유체로 열을 전달하는 데 사용되는 장비입니다. 이 두 유체는 단단한 벽이 분리되어 있습니다. 열교환기는 유량 및 구조를 기준으로 분류할 수 있습니다. 건설에 따라 열교환기는 동심관 열교환기와 쉘 및 튜브 열교환기와 핀/비핀 열교환기로 분류할 수 있습니다. 마찬가지로 , 유동을 기준으로 평행 유동, 역유동 또는 교차 유량으로 분류할 수 있습니다. 건설 및 흐름 회로의 선택은 응용 분야 및 공정 플랜트에서 사용 가능한 기존 배관 연결에 의해 결정됩니다.
유량이 매우 높은 곳에서 증기 밀도가 매우 낮은 터빈 출구의 증기 압력이 낮습니다. 터빈에서 콘덴서로 가는 증기 이동의 압력 감소를 방지하기 위해 콘덴서 유닛은 아래쪽에 위치하고 터빈에 연결됩니다. 튜브 안쪽에는 냉각수가 병렬로 흐르는 반면, 증기는 상단의 넓은 입구에서 아래쪽으로 수직으로 이동하여 튜브를 통과합니다. 또한 보일러는 열 교환기의 초기 응용으로 분류됩니다. 증기 발생기라는 단어는 뜨거운 액체 흐름이 연소 제품이 아닌 열원인 보일러 유닛을 설명하는 데 정기적으로 사용되었습니다. 보일러의 치수 및 구성에 따라 제조됩니다. 일부 보일러는 뜨거운 유체를 생산할 수 있지만 다른 보일러는 증기 생산을 위해 제조됩니다.
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