Ի՞նչ է քերված մակերեսի ջերմափոխանակիչը:

Ի՞նչ է քերված մակերեսի ջերմափոխանակիչը:

Քերված մակերեսի ջերմափոխանակիչ. Սկզբունք, կիրառություն և ապագա զարգացում

Քերված մակերեսի ջերմափոխանակիչը մի տեսակ արդյունավետ ջերմափոխանակիչ սարքավորում է, որը կարևոր դեր է խաղում սննդի, քիմիական, դեղագործական և այլ ոլորտներում: Եզակի մեխանիկական կառուցվածքի և շահագործման ռեժիմի միջոցով այս տեսակի ջերմափոխանակիչը լուծում է ավանդական ջերմափոխանակիչի խնդիրը բարձր մածուցիկության և հեշտ մասշտաբային նյութերի հետ գործ ունենալու համար: Այս հոդվածը համակողմանիորեն կվերլուծի քերիչի ջերմափոխանակիչը, որը կարևոր արդյունաբերական սարքավորում է աշխատանքի սկզբունքի, կառուցվածքային բնութագրերի, կիրառման ոլորտների և ապագա զարգացման միտումների տեսանկյունից:

 Նախ, քերված մակերեսի ջերմափոխանակիչի աշխատանքի սկզբունքը և կառուցվածքը

Քերված մակերևույթի ջերմափոխանակիչի աշխատանքի հիմնական սկզբունքը ջերմափոխանակման մակերեսը շարունակաբար քերելն է՝ քերիչը պտտելով՝ արդյունավետ ջերմափոխանակման հասնելու համար: Հիմնական կառուցվածքը ներառում է ջերմափոխանակիչի գլանաձեւ մարմինը, պտտվող լիսեռը, քերիչի հավաքը, շարժիչ սարքը և կնքման համակարգը: Ջերմափոխանակիչի մարմինը սովորաբար երկշերտ կառուցվածք է, իսկ ջեռուցման կամ հովացման միջավայրը փոխանցվում է մեջտեղում: Պտտվող լիսեռը հագեցած է բազմաթիվ քերիչներով, որոնք կենտրոնախույս ուժի ազդեցությամբ մոտ են մխոցի ներքին պատին և լիսեռի պտույտով անընդհատ քերում են ջերմության փոխանցման մակերեսը:

 Աշխատանքային պրոցեսի ընթացքում մշակման ենթակա նյութը վերին մասից մտնում է ջերմափոխանակիչ և ձգողականության ազդեցության տակ հոսում գլանի ներքին պատով։ Պտտվող քերիչը ոչ միայն խառնելու դեր է խաղում, այլ ավելի կարևոր է, որ անընդհատ թարմացնում է նյութի թաղանթը ջերմային փոխանցման մակերևույթի վրա, որպեսզի կանխի նյութի կոքսացումը կամ մասշտաբը բարձր ջերմաստիճանի մակերեսի վրա: Թաղանթի նորացման այս դինամիկ մեխանիզմը թույլ է տալիս քերված մակերևույթի ջերմափոխանակիչներին հասնել ջերմափոխանակման չափազանց բարձր արդյունավետության, որը հաճախ 3-5 անգամ գերազանցում է սովորական ջերմափոխանակիչներին:

 Քերված մակերեսի ջերմափոխանակիչի հիմնական բաղադրիչը քերիչ համակարգն է, որի դիզայնն ուղղակիորեն ազդում է սարքավորման աշխատանքի վրա: Ժամանակակից քերված մակերևույթի ջերմափոխանակիչները հիմնականում օգտագործում են կարգավորվող քերիչ՝ զսպանակի կամ կենտրոնախույս ուժի միջոցով՝ քերիչի և մխոցի պատի միջև շփման ճնշումը կարգավորելու համար, ոչ միայն լավ քերող ազդեցություն ապահովելու, այլև ավելորդ մաշվածությունից խուսափելու համար: Կնքման համակարգը նույնպես կարևոր մասն է, ինչպես նյութի արտահոսքը կանխելու, այնպես էլ պտտվող լիսեռի անխափան աշխատանքը ապահովելու համար:

 

Երկրորդ, քերված մակերեսի ջերմափոխանակիչի տեխնիկական առավելություններն ու սահմանափակումները

Քերիչ ջերմափոխանակիչի ամենակարևոր առավելությունը բարձր մածուցիկ, ջերմության նկատմամբ զգայուն նյութերով աշխատելու կարողությունն է: Սննդի վերամշակման ոլորտում, ինչպիսիք են շերտավոր խմորի մարգարինի, շոկոլադի, ջեմի, պանրի և այլ ապրանքների արտադրությունը, ավանդական ջերմափոխանակիչը դժվար է բավարարել գործընթացի պահանջները, և քերիչ ջերմափոխանակիչը կարող է կատարելապես լուծել այդ խնդիրները: Նրա ջերմային փոխանցման գործակիցը կարող է հասնել 2000-5000W/(m²·K), շատ ավելի բարձր, քան սովորական կեղևի և խողովակի ջերմափոխանակիչը:

 

Երբ գործ ունենք նյութերի հետ, որոնք հեշտ են մասշտաբային, քերիչի ջերմափոխանակիչի առավելություններն ավելի ակնհայտ են: Նավթաքիմիական արդյունաբերության մեջ ծանր նավթը, ասֆալտը և այլ նյութերը տաքացման գործընթացում հեշտ են կոքսվում ջերմության փոխանցման մակերևույթի վրա, և ավանդական ջերմափոխանակիչները մաքրման համար հաճախակի պարապուրդի կարիք ունեն: Քերիչ ջերմափոխանակիչը շարունակական քերման ազդեցության միջոցով արդյունավետորեն կանխում է կոքսացման երևույթը, մեծապես երկարացնում է շարունակական գործարկման ժամանակը:

 

Այնուամենայնիվ, քերված մակերեսի ջերմափոխանակիչները նույնպես ունեն որոշ սահմանափակումներ: Առաջինը սարքավորումների բարձր արժեքն է, քանի որ դրա բարդ մեխանիկական կառուցվածքի և մշակման ճշգրիտ պահանջների պատճառով նախնական ներդրումը շատ ավելի մեծ է, քան սովորական ջերմափոխանակիչները: Երկրորդ, պահպանման ծախսերն ավելի բարձր են, իսկ քերիչն ու կնիքը խոցելի մասեր են և պետք է պարբերաբար փոխարինվեն: Բացի այդ, ցածր մածուցիկությամբ նյութերի հետ գործ ունենալիս դրա առավելություններն ակնհայտ չեն, բայց կարող են մեծացնել էներգիայի սպառումը մեխանիկական խառնուրդի պատճառով:

 

Երրորդ, քերած մակերեսի ջերմափոխանակիչի կիրառման դաշտը և ապագա զարգացումը

Սննդի արդյունաբերության մեջ քերված մակերեսի ջերմափոխանակիչները լայնորեն օգտագործվում են շոկոլադի կոփման, ջեմի մանրէազերծման, կարագի բյուրեղացման և այլ գործընթացներում։ Օրինակ, շոկոլադի արտադրության ժամանակ նյութը պետք է ճշգրիտ վերահսկվի որոշակի ջերմաստիճանի միջակայքում՝ ջերմաստիճանի վերահսկման մշակման համար, և քերիչի ջերմափոխանակիչը կարող է հասնել ճշգրիտ ջերմաստիճանի հսկողության և միասնական ջերմափոխանակման՝ արտադրանքի որակն ապահովելու համար:

 

Քիմիական արդյունաբերության ոլորտում քերված մակերևույթի ջերմափոխանակիչները հիմնականում օգտագործվում են պոլիմերների արտադրության, ծանր նավթի տաքացման և այլ գործընթացներում։ Պոլիմերների արտադրության մեջ նյութի մածուցիկությունը փոխվում է ռեակցիայի գործընթացի հետ, որը դժվար է հարմարվել ավանդական ջերմափոխանակիչին, բայց քերիչի ջերմափոխանակիչը միշտ կարող է պահպանել արդյունավետ ջերմափոխանակություն: Նավթի վերամշակման գործընթացում քերիչի ջերմափոխանակիչը օգտագործվում է ծանր նավթի, ասֆալտի և այլ նյութերի տաքացման համար, ինչը լուծում է կոքսացման խնդիրը:

 

Հետագայում քերված մակերեսային ջերմափոխանակիչների մշակումը կզարգանա բանականության, բարձր արդյունավետության և բազմաֆունկցիոնալության ուղղությամբ։ Հետախուզության առումով ավելի շատ սենսորներ և կառավարման համակարգեր կինտեգրվեն իրական ժամանակի մոնիտորինգի և գործառնական պարամետրերի ավտոմատ ճշգրտման հասնելու համար: Նյութերագիտության զարգացումը կբերի նոր նյութեր, որոնք ավելի դիմացկուն են մաշվածության և կոռոզիայից դիմացկուն և կերկարացնեն սարքավորումների ծառայության ժամկետը: Բացի այդ, մոդուլային դիզայնը կդառնա տեխնիկայի սպասարկումն ու արդիականացումը հեշտացնելու միտում:

 

Որպես ջերմափոխանակման արդյունավետ սարքավորում, քերիչ ջերմափոխանակիչն անփոխարինելի դեր է խաղում ժամանակակից արդյունաբերական արտադրության մեջ: Տեխնոլոգիայի շարունակական առաջընթացի շնորհիվ դրա կիրառման ոլորտն էլ ավելի կընդլայնվի, և դրա կատարողականը կշարունակի բարելավվել: Ապագայում քերիչի ջերմափոխանակիչն ավելի մեծ ներդրում կունենա էներգախնայողության և արտանետումների նվազեցման գործում, կբարելավի արտադրության արդյունավետությունը և ամուր աջակցություն կցուցաբերի արդյունաբերական արտադրության կայուն զարգացմանը: