Технологија контроле пада притиска: балансирајте ефикасност преноса топлоте и потрошњу енергије система
Прекомерни пад притиска у систему је уобичајен проблем расипања енергије код измјењивача топлоте са шкољкама и цијевима у индустријском раду. Многи дизајни опреме слепо теже високој ефикасности преноса топлоте тако што повећавају брзину протока течности и густину снопа цеви, што доводи до наглог повећања отпора цевовода и оптерећења циркулационе пумпе. Повећана потрошња енергије помоћне опреме далеко премашује повећање ефикасности преноса топлоте, узрокујући укупни губитак енергије система. Разумна контрола пада притиска је кључ за ефикасан и{3}}штедни рад система за размену топлоте.
Пад притиска у измењивачима топлоте са омотачем и цевима се дели на цевни{0}}бочни пад притиска и пад притиска на кућишту{1}}бочне стране. Пад притиска на{3}}бочној страни цеви потиче од трења флуида у циркулацији цевовода и локалног отпора окретања снопа цеви. Пад притиска на{5}}бочној страни углавном долази од губитка отпора преграде за чишћење течности и губитка отпора снопа цеви. Претерано велика брзина протока директно повећава отпор линеарног трења, док густ сноп цеви и мали размак између преграда повећавају акумулацију локалног отпора.
Према оперативном искуству, ефикасност преноса топлоте и пад притиска показују не-линеарну позитивну корелацију унутар одређеног опсега. Правилно побољшање брзине протока повећава турбуленцију флуида и капацитет размене топлоте. Када брзина протока пређе критични праг, стопа раста пада притиска далеко премашује побољшање ефикасности преноса топлоте, формирајући очигледан губитак енергије. Ефикасно усклађивање радних услова треба да пронађе оптималну тачку равнотеже између ефикасности и отпора.
Више-методе оптимизације пада притиска остварују{1}}равнотежу уштеде енергије. Разумно прилагођавање броја пролаза цеви и броја пролаза у омотачу оптимизује брзину протока течности и избегава превелики отпор протоку у једном{3}}у пролазу. Оптимизовани размак између преграда и распоред снопа цеви смањују локални губитак отпора на основу претпоставке да се обезбеди интензитет турбуленције. Постепено усклађивање цевовода смањује укупни отпор система и радно оптерећење помоћне опреме.
Промене перформанси система под различитим нивоима контроле пада притиска су приказане у табели испод:
|
Ниво контроле пада притиска |
Свеобухватна ефикасност преноса топлоте |
Укупна отпорност система |
Потрошња енергије помоћне пумпе |
Систем Свеобухватна енергетска ефикасност |
|---|---|---|---|---|
|
Претерано висок пад притиска |
96% ултра-висок пренос топлоте |
100% превелики отпор |
145% висока потрошња енергије |
82% ниска свеобухватна ефикасност |
|
Стандардни балансирани пад притиска |
92% стабилног преноса топлоте |
75% разумног отпора |
112% умерена потрошња |
93% оптимална свеобухватна ефикасност |
|
Претерано низак пад притиска |
78% недовољан пренос топлоте |
50% низак отпор |
95% ниска потрошња енергије |
85% средње свеобухватне ефикасности |
Дугорочни-подаци о праћењу потрошње енергије потврђују да системи размене топлоте са балансираном контролом пада притиска смањују свеобухватну оперативну потрошњу енергије за 18% до 22% у поређењу са неоптимизованим системима. Чиста потрага за ефикасношћу преноса топлоте без контроле отпора ће смањити укупне економске користи система.
Професионалне шеме за{0}}оптимизацију уштеде енергије могу да израчунају оптималну брзину протока и структурне параметре у складу са захтевима за циркулацију система, остварујући двоструко побољшање ефикасности преноса топлоте и перформанси{1}}уштеде енергије кућишта и цеви измењивача топлоте.
