I. Determinazione di dati di prucessu di basa (Prerequisites per a selezzione di mudelli)
1. Definisce chjaramente e proprietà di i media caldi è friddi (determinazione di i materiali di l'equipaggiu è i limiti strutturali).
Prima, hè essenziale per identificà i media specifichi nantu à i dui lati caldi è friddi -cum'è l'acqua di prucessu, l'acqua circulante, u vapore, l'oliu termale, a suluzione àcida o alkalina, o salamu.
Diversi media affettanu l'equipaggiu in modi distinti; per esempiu, i media chì cuntenenu cloru -puderanu facilmente causà corrosione di pitting, chì necessitanu l'usu di materiali cum'è l'acciaio inox 316L o titaniu.
Se i media cuntenenu particeddi suspesi o sustanzi chì sò propensu à a cristallizazione, cunzidira à aumentà a gap di u canali o riduce a velocità di flussu per prevene l'otturazione.
Se i requisiti alimentari -graduali o farmaceutici-si applicanu, u disignu deve risponde à e norme sanitarie (per esempiu, permette u disassemblamentu è a pulizia, è assicurendu una struttura libera di zone morte).
2. Specificate e cundizioni di temperatura di l'ingressu è di l'outlet (chì determinanu a forza motrice per u trasferimentu di calore).
Deve esse furnite temperature di entrata è di uscita di destinazione per i lati caldi è friddi (per esempiu, rinfrescante da 80 gradi à 50 gradi, riscaldamentu da 20 gradi à 60 gradi).
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· A diferenza di temperatura determina direttamente a forza motrice per u trasferimentu di calore; una diferenza di temperatura più chjuca richiede una zona di trasferimentu di calore più grande.
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· Hè ancu necessariu di determinà s'ellu ci hè qualchì "limitazioni di avvicinamentu di a temperatura"-per esempiu, se i requisiti di u prucessu impone chì a temperatura di u latu friddu -si pò esse più di un certu limitu.
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· Se i cambiamenti di fase (cum'è a condensazione o l'evaporazione) sò implicati, u prufilu di temperatura deve esse specificatu separatamente.
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3. Determinate u flussu è a carica operativa (determina a scala di scambiu di calore)
U flussu di massa o volumetricu sia per i lati caldi è friddi deve esse furnitu, postu chì questi sò l'input core per u calculu di a carica termica.
Hè necessariu distingue trà trè cundizioni di funziunamentu: carica massima, carica normale è carica minima.
Se u sistema implica l'operazione fluttuante (cum'è a pruduzzione intermittente), l'adattabilità à e cundizioni di operazione dinamica deve esse cunsiderata.
A precisione di i dati di u flussu determina direttamente se u scambiatore di calore hè oversized o undersized.
4. Definite i limiti di u sistema è e limitazioni (limitazioni di l'ingegneria).
Definisce chjaramente a gamma massima di caduta di pressione permessa -per esempiu, Meno di o uguale à 50 kPa o un limitu determinatu da a capacità di a pompa.
→ Stu paràmetru dicta direttamente u disignu di i canali di u piattu è a selezzione di a velocità di flussu, chì serve cum'è una cundizione di frontiera critica chì influenza u cunsumu d'energia di u sistema.
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Definite chjaramente e limitazioni di u spaziu di l'installazione, cumprese l'altezza di l'equipaggiu, l'orientazione di l'ingressu / l'outlet, è a liberazione di mantenimentu.
→ Cundizioni spaziali dettanu direttamente e dimensioni di u quadru di scambiatore di calore è a fattibilità di mantenimentu futuru.
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Determina se l'espansione futura di a capacità hè permessa (chì affetta se a capacità di piastra supplementaria deve esse riservata).
→ Stu fattore determina se un disignu modulare deve esse aduttatu per permette una capacità di trasferimentu di calore aumentata in una fase successiva.
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Determina se u sistema opera continuamente (chì affetta u mantenimentu è u disignu di redundancy).
→ U modu di funziunamentu influenza s'ellu hè necessariu di cunfigurazione di l'equipaggiu redundante è cumu si stabiliscenu i ciculi di pulizia è di mantenimentu.
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Calculi termali è determinazione di i requisiti di trasferimentu di calore (fase di cuncepimentu di u core)
1. Càlculu di carica termica Q (determina a "classe di capacità" di l'equipaggiu)
Formula di calculu basica:
Q=m × Cp × ΔT
U calculu deve esse realizatu separatamente per i lati caldi è friddi; teoricamente, u principiu di cunsirvazioni energia deve esse soddisfatti.
L'aghjustamenti duveranu esse fatti per cuntà a perdita di calore o u prucessu-liberazione / assorbimentu di calore in relazione.
U valore Q hè u paràmetru primariu chì determina a superficia di a superficia di u scambiatore di calore.
2. Calculation of Logarithmic Mean Temperature Difference (LMTD) (analisi di forza motrice)
Aduprà a formula di calculu di u flussu di u contatore -:
LMTD=(ΔT1 - ΔT2) / ln(ΔT1 / ΔT2)
ΔT1 et ΔT2 représentent les différences de température aux deux extrémités.
Un LMTD più chjucu indica una forza motrice di differenza di temperatura-più debule, chì richiede un equipamentu più grande.
I scambiatori di calore à piastre utilizanu tipicamente un cuntrastu di flussu -per maximizà u LMTD.
3. Fattore di correzione di flussu F (fattore di influenza strutturale)
• Quandu u fluidu hà un mudellu di flussu multi-passatu o micca-ideale, un fattore di currezzione deve esse introduttu.
• Gamma tipica: 0,75-1,0.
• Strutture multi-passa tipicamente anu un valore F-bassu, ma ponu migliurà a distribuzione di velocità.
• U software di u fabricatore deve esse usatu in cunghjunzione cù u disignu.
Specificazioni di a Piastra è Cunversione Strutturale (Da Teoria à Equipaghjamentu)
1. Selezzione di u tipu di piastra (determina l'efficienza è a caduta di tensione)
• Piatti a spina di pesce: alta efficienza di scambiu di calore, ma una caduta di pressione relativamente grande.
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• Piastre ondulate superficiale: Low pressure drop, adattatu per un altu flussu, sistemi di resistenza bassu.
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• Piastre ondulate profonde: Forte capacità anti-clogging, adattata per e cundizioni di fouling.
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L'angolo di a piastra (per esempiu, 30 gradi / 60 gradi) influenza l'intensità di turbulenza è e caratteristiche di trascinamentu.
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2. A dimensione di u piattu è l'area di scambiu di calore sò cumminati.
• Diversi fabricatori utilizanu diverse zoni di piastra (0,1-3 m² / plate).
• I platti più grande sò adattati per sistemi di alta -flussu-, mentre chì i piatti più chjuchi sò adattati per sistemi di cuntrollu di precisione.
• A dimensione di l'equipaggiu è i costi di mantenimentu deve esse cunsideratu quandu selezziunate una piastra.
• Per a listessa zona di scambiu di calore, diverse dimensioni di piastra ponu purtà à differenzi strutturali significativi.
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