S-a crezut mult timp că designul aripioarelor spiralate este singura opțiune pentru utilizare în medii care necesită materiale grele, durată de viață lungă și robustețe generală. Se credea că bobinele din plăci sunt prea fragile pentru rigorile multor aplicații industriale. Dar, în ultimele decenii, a devenit mai comun să vedem schimbătoare de căldură în stil cu plăci utilizate pentru o grupă în aplicații industriale.
Asta nu înseamnă că bobinele cu aripioare au înlocuit aripioarele spiralate. Există încă o multitudine de aplicații în care bobinele cu aripioare spiralate sunt cea mai bună opțiune, dar noile procese care permit lucruri precum dimensiuni mai grele ale aripioarelor au însemnat că opțiunile cu aripioare cu plăci au devenit mai populare pentru aplicațiile în care anterior ar fi fost luate în considerare doar construcțiile cu aripioare spiralate.
În această postare, vom discuta ambele tipuri de schimbătoare de căldură - câteva detalii despre modul în care sunt construite și avantajele fiecăruia.
Aripioare plăci
Într-un schimbător de căldură cu aripioare cu plăci, tuburile sunt introduse printr-o serie de „aripioare” metalice. Aceste aripioare sunt realizate folosind o rolă continuă de metal (de la 0,004” la 0,032”) – cupru sau aluminiu, de exemplu – care este alimentată printr-o presă care perfora găurile pentru tuburi și decupează foaia la dimensiune. Pentru a realiza acest lucru, presele folosesc mai multe tipuri diferite de matrițe, care permit configurații variabile ale aripioarelor pe inch (FPI), distanța dintre tub și diametrul tubului.
Apoi, tuburile sunt introduse prin aripioare. Apoi, tuburile sunt extinse pentru a forma o legătură sigură în interiorul pachetului de aripioare pentru a maximiza transferul de căldură între tuburi și aripioare. Acest lucru poate fi realizat fie printr-un proces mecanic, fie prin utilizarea apei sub presiune.
Avantaje
1. Varietate de opțiuni de materiale: În bobinele cu aripioare cu plăci, aripioarele pot fi fabricate din orice număr de materiale. Câteva exemple populare sunt cuprul, aluminiul, oțelul carbon și oțelul inoxidabil, materiale precum cuprul-nichel mai puțin comune, dar nu nemaiauzite.
2. Varietate de posibilități de configurare a suprafeței aripioarelor: Aripioarele pot fi realizate folosind o varietate de modele și îmbunătățiri care fac lucruri precum creșterea turbulenței aerului sau face bobina mai ușor de curățat, printre alte funcții. Unele suprafețe populare ale aripioarelor sunt:
Înotatoare plată
Aripioare ondulată
Undă sinusoidală
Lancea ridicată
Înotatoare cu lambriuri
3. Performanța transferului de căldură: Bobinele cu aripioare cu plăci ar putea oferi un coeficient de transfer de căldură mai bun pe partea de aer decât cel oferit de aripioarele învelite în spirală, datorită suprafeței secundare mai mari, ceea ce înseamnă că energia este transferată prin bobină mai eficient.
4. Variabilitatea densității aripioarelor: Designul schimbătorilor de căldură cu aripioare cu plăci permite o gamă largă de densități de aripioare, cu un interval tipic de la 1 la 25 FPI. Bobinele cu aripioare standard înfăşurate în spirală tind să fie mai limitate în această zonă, cu 4 până la 13 FPI fiind un interval tipic, dar unele aripioare înfăşurate în spirală cu înălţimi foarte mici ale aripioarelor pot atinge un FPI mult mai mare.
Spiral Fin
Numiți și design elicoidal, aripioarele înfășurate în spirală sunt, în esență, doar asta - o aripioară în formă de helix înfășurată în jurul unui tub. Spre deosebire de modelele de aripioare cu plăci, care implică mai multe tuburi care trec printr-o aripioară comună, aripioarele învelite în spirală implică fiecare tub înconjurat de aripioare spiralate pe toată lungimea sa.
Avantaje
1. Potențial de înlocuire ușoară: Spre deosebire de modelele cu aripioare cu plăci, unde îndepărtarea și înlocuirea componentelor individuale poate fi mai puțin economică decât înlocuirea întregii bobine, anumite modele învelite în spirală permit înlocuirea cu ușurință a tuburilor în cazul în care unul este deteriorat.
2. Contact și legătură foarte bună între aripioare și tub (în special când se utilizează metoda aripioarelor încorporate): Există câteva metode diferite folosite pentru a face un tub cu aripioare învelit în spirală. Metoda aripioarelor încorporate creează cea mai bună legătură între aripioare și tub și poate fi utilizată la temperaturi mai ridicate, în timp ce opțiunile cu înfășurare pe margine și cu picior în L sunt mai potrivite pentru aplicații cu temperaturi mai scăzute.
• Înfăşurare pe margine – o bandă de material de aripioare este înfăşurată pe tub într-o orientare perpendiculară, creând o aripioară spirală continuă de-a lungul lungimii tubului. Înotătoarea și tubul sunt legate prin tensiune.
• Înfășurare sau cu picior în „L” – o bandă dintr-un material de aripioare este plasată pe tub în așa fel încât o parte a benzii de aripioare să se îndoaie la 90° să se așeze paralel cu tubul, creând un „picior”. Acest picior mărește zona de contact a aripioarelor cu tubul, oferind un transfer suplimentar de căldură. Această metodă se bazează și pe o legătură de tensiune.
• Încorporat: Pentru această metodă, pe suprafața tubului este arat o canelură și banda de aripioare este înfășurată în canelura. Marginile canelurii sunt împinse înapoi în jos peste marginea aripioarei pentru a bloca aripioare în loc. Această metodă face ca materialul tubului însuși să se lipească de aripioară, o legătură care se menține chiar și în aplicații la temperaturi ridicate.
3. Mai multe opțiuni de materiale la temperaturi ridicate: pentru aplicații care implică temperaturi ale aerului între 400 și 700 ° F, aripioarele învelite în spirală din aluminiu și oțel sunt fezabile, în timp ce bobinele cu aripioare din plăci trebuie realizate folosind aripioare și tuburi de oțel atunci când funcționează la astfel de temperaturi.
