Κέντρο ειδήσεων
Περίληψη: Οι πλακοειδείς εναλλάκτες θερμότητας (PHE) χρησιμοποιούνται ευρέως σε βιομηχανικούς τομείς όπως η χημική μηχανική, η επεξεργασία τροφίμων, το HVAC και τα πετροχημικά λόγω της συμπαγούς δομής, της υψηλής απόδοσης μεταφοράς θερμότητας και της ευέλικτης επεκτασιμότητας. Ο σχεδιασμός των PHEs σχετίζεται στενά με τις φυσικές, χημικές και θερμικές ιδιότητες του μέσου ανταλλαγής θερμότητας. Οποιαδήποτε αλλαγή στο μέσο (συμπεριλαμβανομένων των αλλαγών στον τύπο, τη σύνθεση και τις παραμέτρους κατάστασης) θα επηρεάσει άμεσα τις βασικές συνθήκες σχεδιασμού των PHE, όπως η απόδοση μεταφοράς θερμότητας, η πτώση πίεσης, η επιλογή υλικού, η δομή της πλάκας και η σταθερότητα λειτουργίας. Αυτή η εργασία αναλύει συστηματικά τους τύπους αλλαγών του μέσου στο σχεδιασμό PHE, διερευνά τον μηχανισμό των αλλαγών του μέσου που επηρεάζουν βασικές παραμέτρους σχεδιασμού, συνδυάζει πρακτικές περιπτώσεις μηχανικής για να επαληθεύσει τον νόμο επιπτώσεων και προτείνει αντίστοιχες στρατηγικές προσαρμογής σχεδιασμού. Η έρευνα δείχνει ότι οι αλλαγές στο μέσο θα προκαλέσουν αλυσιδωτές αντιδράσεις στο σύστημα σχεδιασμού των PHE: αλλαγές στις φυσικές ιδιότητες (ιξώδες, πυκνότητα, θερμική αγωγιμότητα) επηρεάζουν τον συντελεστή μεταφοράς θερμότητας και την πτώση πίεσης. Οι αλλαγές στις χημικές ιδιότητες (διαβρωτικότητα, αντιδραστικότητα) καθορίζουν την επιλογή των υλικών πλακών και παρεμβυσμάτων. Οι αλλαγές στις παραμέτρους κατάστασης (θερμοκρασία, πίεση, φάση) επηρεάζουν την επιλογή τύπου πλάκας και το σχεδιασμό του καναλιού ροής. και οι αλλαγές στη μεσαία σύνθεση (ακαθαρσίες, ανάμεικτα συστατικά) αυξάνουν τον κίνδυνο ρύπανσης και επηρεάζουν τη μακροπρόθεσμη απόδοση λειτουργίας. Αυτή η μελέτη παρέχει μια θεωρητική βάση και πρακτική καθοδήγηση για τη βελτιστοποίηση του σχεδιασμού, τη ρύθμιση της λειτουργίας και τη συντήρηση των PHE υπό συνθήκες μεσαίας αλλαγής, συμβάλλοντας στη βελτίωση της προσαρμοστικότητας και της αξιοπιστίας των PHE σε πολύπλοκα βιομηχανικά περιβάλλοντα.
Λέξεις-κλειδιά: Πλακοειδής εναλλάκτης θερμότητας; Μεσαία αλλαγή; Συνθήκες σχεδιασμού; Απόδοση μεταφοράς θερμότητας. Πτώση πίεσης; Επιλογή υλικού
Οι πλακοειδείς εναλλάκτες θερμότητας είναι ένας τύπος εξοπλισμού μεταφοράς θερμότητας υψηλής απόδοσης που αποτελείται από μια σειρά κυματοειδών πλακών, παρεμβυσμάτων, πλακών πλαισίου και ράβδους σύνδεσης. Η διαδικασία ανταλλαγής θερμότητας πραγματοποιείται μέσω της εναλλασσόμενης ροής θερμών και κρύων μέσων και στις δύο πλευρές των πλακών και η κυματοειδής δομή των πλακών ενισχύει τον στροβιλισμό του μέσου, βελτιώνοντας έτσι την απόδοση μεταφοράς θερμότητας. Σε σύγκριση με τους παραδοσιακούς εναλλάκτες θερμότητας με κέλυφος και σωλήνα, τα PHE έχουν τα πλεονεκτήματα του υψηλού συντελεστή μεταφοράς θερμότητας (3000–7000 W/m²·K για εφαρμογές υγρού-υγρού), συμπαγούς δομής (πυκνότητα επιφάνειας 100–200 m²/m³, 4–5 φορές μεγαλύτερη από αυτή των εναλλάκτης θερμότητας, εύκολης προσαρμογής και συντήρησης και αποσυναρμολόγησης. περιοχή μεταφοράς αυξάνοντας ή μειώνοντας τις πλάκες. Αυτά τα πλεονεκτήματα κάνουν τα PHE να χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορους βιομηχανικούς τομείς και ο ορθολογισμός του σχεδιασμού τους καθορίζει άμεσα την απόδοση λειτουργίας, την κατανάλωση ενέργειας και τη διάρκεια ζωής ολόκληρου του συστήματος ανταλλαγής θερμότητας.
Στη βιομηχανική παραγωγή, το μέσο ανταλλαγής θερμότητας συχνά επηρεάζεται από παράγοντες όπως η αντικατάσταση πρώτης ύλης, η προσαρμογή της διαδικασίας, η τροποποίηση του τύπου του προϊόντος και οι περιβαλλοντικές αλλαγές, με αποτέλεσμα αλλαγές στον τύπο, τη σύνθεση, τις φυσικές και χημικές του ιδιότητες και τις παραμέτρους κατάστασης. Για παράδειγμα, στην πετροχημική βιομηχανία, η περιεκτικότητα σε νερό στο αργό πετρέλαιο μπορεί να αυξηθεί λόγω αλλαγών στις συνθήκες εκμετάλλευσης των κοιτασμάτων πετρελαίου. στη βιομηχανία επεξεργασίας τροφίμων, το ιξώδες του γάλακτος ή του σιροπιού μπορεί να αλλάξει λόγω διαφορών στις πηγές πρώτων υλών. στη χημική βιομηχανία, η διαβρωτική ικανότητα του μέσου μπορεί να αυξηθεί λόγω της προσθήκης νέων συστατικών. Μόλις αλλάξει το μέσο, οι αρχικές παράμετροι σχεδιασμού του PHE (όπως περιοχή μεταφοράς θερμότητας, τύπος πλάκας, υλικό και ρυθμός ροής) δεν θα ταιριάζουν πλέον με τις πραγματικές συνθήκες λειτουργίας, οδηγώντας σε προβλήματα όπως μειωμένη απόδοση μεταφοράς θερμότητας, υπερβολική πτώση πίεσης, αυξημένη κατανάλωση ενέργειας, διάβρωση υλικού, ακόμη και αστοχία εξοπλισμού.
Προς το παρόν, το μεγαλύτερο μέρος της υπάρχουσας έρευνας για το σχεδιασμό PHE επικεντρώνεται στη βελτιστοποίηση της δομής της πλάκας, στον υπολογισμό της μεταφοράς θερμότητας και στον έλεγχο ρύπανσης, αλλά υπάρχει έλλειψη συστηματικής ανάλυσης για τη συνολική επίδραση των αλλαγών του μέσου στις συνθήκες σχεδιασμού. Στην πρακτική μηχανική, πολλές επιχειρήσεις συχνά αγνοούν τον αντίκτυπο των μεσαίων αλλαγών, με αποτέλεσμα το PHE να μην μπορεί να ασκήσει τις οφειλόμενες επιδόσεις του και ακόμη και να προκαλέσει οικονομικές απώλειες. Για παράδειγμα, όταν αυξάνεται η διακοπή του νερού στο αργό πετρέλαιο, η θερμοκρασία εξόδου του μέσου θα πέσει και εάν το PHE δεν επανασχεδιαστεί, είναι απαραίτητο να προστεθούν καυστήρες για προθέρμανση, γεγονός που αυξάνει το ετήσιο κόστος λειτουργίας κατά 390.000 ευρώ. ενώ η επέκταση του πακέτου πλακών του PHE μπορεί να αποκαταστήσει τη θερμοκρασία εξόδου και να επιτύχει την ανάκτηση της επένδυσης σε λιγότερο από τρεις μήνες. Ως εκ τούτου, είναι μεγάλης θεωρητικής και πρακτικής σημασίας να μελετήσουμε τον αντίκτυπο των μεταβολών του μέσου στις συνθήκες σχεδιασμού των PHE, να αποσαφηνίσουμε τον μηχανισμό κρούσης και να προτείνουμε στρατηγικές προσαρμογής.
Αυτή η εργασία ταξινομεί πρώτα τους τύπους αλλαγών του μέσου στο σχεδιασμό PHE, στη συνέχεια αναλύει τον αντίκτυπο των διαφορετικών τύπων αλλαγών του μέσου στις βασικές συνθήκες σχεδιασμού (απόδοση μεταφοράς θερμότητας, πτώση πίεσης, επιλογή υλικού, δομή πλάκας κ.λπ.) από τον μηχανισμό, συνδυάζει πρακτικές περιπτώσεις για επαλήθευση και, τέλος, προτείνει μεθόδους προσαρμογής σχεδιασμού και προτάσεις βελτιστοποίησης, παρέχοντας υποστήριξη για τον ορθολογικό σχεδιασμό και τη σταθερή λειτουργία των PHEs υπό συνθήκες αλλαγής μέσου.
Το μέσο στα PHEs αναφέρεται στα ζεστά και κρύα ρευστά που εμπλέκονται στην ανταλλαγή θερμότητας και οι αλλαγές του είναι ποικίλες, αλλά μπορούν να χωριστούν σε τέσσερις κατηγορίες ανάλογα με τη φύση της αλλαγής: αλλαγές στις φυσικές ιδιότητες, αλλαγές στις χημικές ιδιότητες, αλλαγές στις παραμέτρους κατάστασης και αλλαγές στη σύνθεση του μέσου. Αυτοί οι τέσσερις τύποι αλλαγών δεν είναι μεμονωμένοι και μπορεί να υπάρχει αμοιβαία επιρροή (για παράδειγμα, οι αλλαγές στη θερμοκρασία μπορεί να οδηγήσουν σε αλλαγές στο ιξώδες και την πυκνότητα και οι αλλαγές στη σύνθεση μπορεί να οδηγήσουν σε αλλαγές στη διαβρωτικότητα).
Οι φυσικές ιδιότητες του μέσου που επηρεάζουν τον σχεδιασμό του PHE περιλαμβάνουν κυρίως το ιξώδες, την πυκνότητα, τη θερμική αγωγιμότητα, την ειδική θερμοχωρητικότητα και την επιφανειακή τάση. Οι αλλαγές σε αυτές τις φυσικές ιδιότητες θα επηρεάσουν άμεσα την κατάσταση ροής του μέσου στο κανάλι ροής και τη διαδικασία μεταφοράς θερμότητας. Οι συνήθεις αλλαγές στις φυσικές ιδιότητες περιλαμβάνουν: αύξηση ή μείωση του ιξώδους (όπως η αύξηση του ιξώδους του λιπαντικού λαδιού μετά τη γήρανση, η μείωση του ιξώδους του σιροπιού μετά τη θέρμανση), η αύξηση ή η μείωση της πυκνότητας (όπως η ανάμειξη ελαφρών και βαρέων λαδιών) και αλλαγές στη θερμική αγωγιμότητα (όπως η προσθήκη πρόσθετων μεταφοράς θερμότητας στο μέταλλο). Μεταξύ αυτών, το ιξώδες και η θερμική αγωγιμότητα είναι οι δύο πιο κρίσιμες φυσικές ιδιότητες, οι οποίες έχουν τον πιο σημαντικό αντίκτυπο στην απόδοση μεταφοράς θερμότητας και στην πτώση πίεσης.
Οι χημικές ιδιότητες του μέσου επηρεάζουν κυρίως την επιλογή υλικού των PHEs, συμπεριλαμβανομένης της διαβρωτικότητας, της αντιδραστικότητας, της οξειδωσιμότητας και της αναγωγιμότητας. Οι αλλαγές στις χημικές ιδιότητες συμβαίνουν συχνά λόγω αντικατάστασης πρώτων υλών, προσθήκης νέων συστατικών ή χημικών αντιδράσεων κατά τη διαδικασία ανταλλαγής θερμότητας. Για παράδειγμα, στη χημική βιομηχανία, το μέσο μπορεί να αλλάξει από ουδέτερο σε όξινο ή αλκαλικό λόγω προσαρμογής της διαδικασίας. στη βιομηχανία τροφίμων, το μέσο μπορεί να παράγει όξινες ουσίες λόγω ζύμωσης, αυξάνοντας τη διαβρωτικότητα. στην πετροχημική βιομηχανία, η περιεκτικότητα σε θείο στο μέσο μπορεί να αυξηθεί, οδηγώντας σε ενισχυμένη διάβρωση των μεταλλικών υλικών. Επιπλέον, ορισμένα μέσα ενδέχεται να αντιδράσουν μεταξύ τους ή με τα υλικά της πλάκας/φλάντζας, οδηγώντας σε υλικές ζημιές και αστοχία του εξοπλισμού.
Οι παράμετροι κατάστασης του μέσου αναφέρονται στη θερμοκρασία, την πίεση και την κατάσταση φάσης (υγρό, αέριο, μίγμα στερεού-υγρού) κατά την ανταλλαγή θερμότητας. Οι αλλαγές στις παραμέτρους κατάστασης είναι συχνές στη βιομηχανική παραγωγή, όπως αλλαγές στη θερμοκρασία εισόδου/εξόδου του μέσου λόγω προσαρμογής του φορτίου διεργασίας, αλλαγές στην πίεση λειτουργίας του συστήματος λόγω απόφραξης αγωγού ή αστοχίας αντλίας και αλλαγές φάσης του μέσου κατά την ανταλλαγή θερμότητας (όπως συμπύκνωση ατμού, εξάτμιση υγρού). Μεταξύ αυτών, οι αλλαγές φάσης έχουν τον πιο σημαντικό αντίκτυπο στον σχεδιασμό PHE, καθώς θα αλλάξουν τον μηχανισμό μεταφοράς θερμότητας και απαιτούν ειδικό τύπο πλάκας και σχεδιασμό καναλιού ροής.
Οι αλλαγές στη σύνθεση του μέσου αναφέρονται στην προσθήκη ακαθαρσιών, μικτών συστατικών ή αλλαγές στην αναλογία των συστατικών στο αρχικό μέσο. Για παράδειγμα, το μέσο μπορεί να περιέχει στερεά σωματίδια (όπως ίζημα στο νερό, σωματίδια καταλύτη σε χημικές αντιδράσεις) λόγω ρύπανσης από πρώτες ύλες. Η ανάμειξη δύο ή περισσότερων μέσων (όπως η ανάμειξη νερού και λαδιού) αλλάζει τις συνολικές ιδιότητες του μέσου. η αναλογία των συστατικών στο μέσο αλλάζει (όπως η αλλαγή στην αποκοπή νερού του αργού πετρελαίου). Οι αλλαγές στη σύνθεση του μέσου όχι μόνο θα επηρεάσουν τις φυσικές και χημικές ιδιότητες του μέσου αλλά επίσης θα αυξήσουν τον κίνδυνο ρύπανσης και απόφραξης του καναλιού ροής, επηρεάζοντας τη μακροχρόνια λειτουργία του PHE.
Ο σχεδιασμός των PHE βασίζεται στις αρχικές παραμέτρους του μέσου και οποιαδήποτε αλλαγή στο μέσο θα προκαλέσει αλυσιδωτή αντίδραση στο σύστημα σχεδιασμού. Τα παρακάτω θα αναλύσουν τον αντίκτυπο των αλλαγών του μέσου στις βασικές συνθήκες σχεδιασμού από πέντε πτυχές: απόδοση μεταφοράς θερμότητας, πτώση πίεσης, επιλογή υλικού, δομή πλάκας και σχεδιασμός καναλιού ροής και σταθερότητα ρύπανσης και λειτουργίας.
Η απόδοση μεταφοράς θερμότητας είναι ο βασικός δείκτης του σχεδιασμού PHE, ο οποίος μετράται κυρίως από τον συντελεστή μεταφοράς θερμότητας (U) και τον ρυθμό μεταφοράς θερμότητας (Q). Η διαδικασία μεταφοράς θερμότητας των PHEs περιλαμβάνει τρεις συνδέσμους: μεταφορά θερμότητας από το θερμό μέσο στο τοίχωμα της πλάκας, αγώγιμη μεταφορά θερμότητας μέσω του τοιχώματος της πλάκας και μεταφορά θερμότητας από το τοίχωμα της πλάκας στο ψυχρό μέσο. Οι αλλαγές του μέσου επηρεάζουν την απόδοση μεταφοράς θερμότητας αλλάζοντας την απόδοση μεταφοράς θερμότητας και τη θερμική αντίσταση του μέσου.
Το ιξώδες είναι ο πιο σημαντικός παράγοντας που επηρεάζει τον συντελεστή μεταφοράς θερμότητας. Όσο υψηλότερο είναι το ιξώδες του μέσου, τόσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση ροής, τόσο πιο δύσκολο είναι να σχηματιστεί στροβιλισμός και τόσο χαμηλότερος είναι ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας. Για παράδειγμα, όταν το ιξώδες του θερμού μέσου αυξάνεται κατά 50%, ο αριθμός Reynolds (Re) του μέσου στο κανάλι ροής θα μειωθεί σημαντικά (το Re είναι αντιστρόφως ανάλογο με το ιξώδες) και η κατάσταση ροής θα αλλάξει από τυρβώδη ροή σε στρωτή ροή. Αυτή τη στιγμή, ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας με συναγωγή θα μειωθεί κατά 30%–50%, με αποτέλεσμα σημαντική μείωση του ρυθμού μεταφοράς θερμότητας. Αντίθετα, η μείωση του ιξώδους θα αυξήσει τον αριθμό Reynolds, θα ενισχύσει τους στροβιλισμούς και θα βελτιώσει τον συντελεστή μεταφοράς θερμότητας.
Η θερμική αγωγιμότητα επηρεάζει άμεσα την ικανότητα μεταφοράς θερμότητας του μέσου. Όσο υψηλότερη είναι η θερμική αγωγιμότητα του μέσου, τόσο ταχύτερη είναι η μεταφορά θερμότητας μεταξύ του μέσου και του τοιχώματος της πλάκας και τόσο υψηλότερος είναι ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας. Για παράδειγμα, όταν το μέσο αλλάζει από νερό (θερμική αγωγιμότητα 0,6 W/(m·K)) σε λάδι κινητήρα (θερμική αγωγιμότητα 0,14 W/(m·K)), η θερμική αγωγιμότητα μειώνεται κατά 77% και ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας θα μειωθεί σημαντικά, απαιτώντας αύξηση της περιοχής μεταφοράς θερμότητας για να καλύψει τις σχεδιαστικές απαιτήσεις μεταφοράς θερμότητας. Επιπλέον, οι αλλαγές στην πυκνότητα και στην ειδική θερμοχωρητικότητα θα επηρεάσουν τον ρυθμό ροής θερμοχωρητικότητας (m·cp) του μέσου, επηρεάζοντας έτσι τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ της εισόδου και της εξόδου του μέσου και του ρυθμού μεταφοράς θερμότητας.
Οι αλλαγές θερμοκρασίας επηρεάζουν την απόδοση μεταφοράς θερμότητας με δύο τρόπους: αφενός, οι αλλαγές στη θερμοκρασία θα οδηγήσουν σε αλλαγές στις φυσικές ιδιότητες του μέσου (όπως ιξώδες, θερμική αγωγιμότητα), επηρεάζοντας έτσι τον συντελεστή μεταφοράς θερμότητας. Από την άλλη πλευρά, οι αλλαγές στη θερμοκρασία εισόδου/εξόδου του μέσου θα αλλάξουν τη λογαριθμική μέση διαφορά θερμοκρασίας (LMTD), η οποία είναι η κινητήρια δύναμη της μεταφοράς θερμότητας. Για παράδειγμα, εάν η θερμοκρασία εισόδου του θερμού μέσου μειωθεί κατά 20°C, το LMTD θα μειωθεί και ο ρυθμός μεταφοράς θερμότητας θα μειωθεί ανάλογα. Για να διατηρηθεί η αρχική απαίτηση μεταφοράς θερμότητας, είναι απαραίτητο να αυξηθεί η περιοχή μεταφοράς θερμότητας ή να ρυθμιστεί ο ρυθμός ροής του μέσου.
Οι αλλαγές φάσης (όπως συμπύκνωση ατμού, εξάτμιση υγρού) θα αλλάξουν σημαντικά τον μηχανισμό μεταφοράς θερμότητας. Όταν το μέσο υφίσταται αλλαγή φάσης, η λανθάνουσα θερμότητα της αλλαγής φάσης θα απελευθερωθεί ή θα απορροφηθεί, γεγονός που μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τον ρυθμό μεταφοράς θερμότητας. Για παράδειγμα, όταν το ζεστό μέσο αλλάζει από κορεσμένο νερό (αισθητή μεταφορά θερμότητας) σε κορεσμένο ατμό (μεταφορά λανθάνουσας θερμότητας), ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας μπορεί να αυξηθεί κατά 2-3 φορές. Ωστόσο, οι αλλαγές φάσης προβάλλουν επίσης υψηλότερες απαιτήσεις για τον τύπο της πλάκας και το σχεδιασμό του καναλιού ροής. Για παράδειγμα, η συμπύκνωση ατμού απαιτεί έναν τύπο πλάκας με καλή απόδοση διαχωρισμού αερίου-υγρού για να αποφευχθεί η συσσώρευση υγρού φιλμ που επηρεάζει τη μεταφορά θερμότητας. Η εξάτμιση υγρού απαιτεί ένα κανάλι ροής με ομοιόμορφη κατανομή για να διασφαλιστεί ότι το μέσο θερμαίνεται ομοιόμορφα.
Όταν το μέσο περιέχει στερεά σωματίδια ή ακαθαρσίες, τα σωματίδια θα σχηματίσουν ένα στρώμα ρύπανσης στην επιφάνεια της πλάκας, αυξάνοντας τη θερμική αντίσταση του στρώματος ρύπανσης, μειώνοντας έτσι τον συνολικό συντελεστή μεταφοράς θερμότητας. Όσο υψηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε σωματίδια, τόσο πιο γρήγορος είναι ο ρυθμός ρύπανσης και τόσο πιο σημαντική είναι η μείωση της απόδοσης μεταφοράς θερμότητας. Για παράδειγμα, όταν το νερό που χρησιμοποιείται ως ψυχρό μέσο περιέχει μεγάλη ποσότητα ιόντων ασβεστίου και μαγνησίου, θα εμφανιστεί απολέπιση στην επιφάνεια της πλάκας μετά από μακροχρόνια λειτουργία και η θερμική αγωγιμότητα του στρώματος απολέπισης είναι μόνο 1/10–1/5 αυτής της μεταλλικής πλάκας, γεγονός που θα μειώσει τον συντελεστή μεταφοράς θερμότητας κατά 20%–40% μετά από . Επιπλέον, η ανάμειξη διαφορετικών μέσων μπορεί να οδηγήσει σε αμοιβαία διάλυση ή στρωματοποίηση, αλλάζοντας τις συνολικές φυσικές ιδιότητες του μέσου και επηρεάζοντας περαιτέρω την απόδοση μεταφοράς θερμότητας.
Η πτώση πίεσης είναι μια άλλη βασική προϋπόθεση σχεδιασμού των PHE, η οποία αναφέρεται στην απώλεια πίεσης του μέσου όταν ρέει μέσα από το κανάλι ροής του PHE. Η πτώση πίεσης επηρεάζει άμεσα την κατανάλωση ενέργειας της αντλίας (ή του ανεμιστήρα) και τη σταθερότητα λειτουργίας του συστήματος. Η πτώση πίεσης των PHEs καθορίζεται κυρίως από την αντίσταση ροής του μέσου στο κανάλι ροής, η οποία σχετίζεται με τις φυσικές ιδιότητες του μέσου, τον ρυθμό ροής, τη δομή του καναλιού ροής και άλλους παράγοντες. Οι αλλαγές του μέσου θα επηρεάσουν την πτώση πίεσης αλλάζοντας την αντίσταση ροής του μέσου.
Το ιξώδες είναι ο πιο σημαντικός παράγοντας που επηρεάζει την πτώση πίεσης. Όσο υψηλότερο είναι το ιξώδες του μέσου, τόσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση ροής και τόσο μεγαλύτερη είναι η πτώση πίεσης. Σύμφωνα με τον τύπο της ρευστομηχανικής, η πτώση πίεσης είναι ανάλογη με το ιξώδες του μέσου κάτω από την ίδια δομή ροής και καναλιού ροής. Για παράδειγμα, όταν το ιξώδες του μέσου αυξάνεται κατά 100%, η πτώση πίεσης θα αυξηθεί κατά περίπου 80%-100% με τον ίδιο ρυθμό ροής. Επιπλέον, η πυκνότητα του μέσου επηρεάζει επίσης την πτώση πίεσης: όσο μεγαλύτερη είναι η πυκνότητα του μέσου, τόσο μεγαλύτερη είναι η αδρανειακή δύναμη του ρευστού και τόσο μεγαλύτερη είναι η πτώση πίεσης με τον ίδιο ρυθμό ροής.
Οι αλλαγές στη θερμοκρασία επηρεάζουν την πτώση της πίεσης αλλάζοντας το ιξώδες και την πυκνότητα του μέσου. Για παράδειγμα, όταν η θερμοκρασία του μέσου αυξάνεται, το ιξώδες μειώνεται και η πτώση πίεσης μειώνεται ανάλογα. Αντίθετα, όταν η θερμοκρασία μειώνεται, το ιξώδες αυξάνεται και η πτώση πίεσης αυξάνεται. Οι αλλαγές στην πίεση θα επηρεάσουν την πυκνότητα και την κατάσταση φάσης του μέσου. Για παράδειγμα, όταν η πίεση λειτουργίας είναι χαμηλότερη από την πίεση κορεσμού του μέσου, το μέσο θα εξατμιστεί, σχηματίζοντας μια διφασική ροή αερίου-υγρού, η οποία θα αυξήσει σημαντικά την αντίσταση ροής και την πτώση πίεσης. Επιπλέον, η πτώση πίεσης του PHE σχετίζεται επίσης με τον ρυθμό ροής του μέσου. Εάν η μέση ταχύτητα ροής αυξηθεί λόγω της προσαρμογής της διαδικασίας, η πτώση πίεσης θα αυξηθεί απότομα (η πτώση πίεσης είναι ανάλογη με το τετράγωνο του ρυθμού ροής).
Όταν το μέσο περιέχει στερεά σωματίδια ή ακαθαρσίες, τα σωματίδια θα συγκρούονται με το τοίχωμα της πλάκας και μεταξύ τους κατά τη διαδικασία ροής, αυξάνοντας την αντίσταση ροής και την πτώση πίεσης. Επιπλέον, τα σωματίδια θα συσσωρεύονται στο κανάλι ροής, περιορίζοντας τη διατομή του καναλιού ροής, αυξάνοντας περαιτέρω τον ρυθμό ροής και την πτώση πίεσης. Για παράδειγμα, όταν το μέσο περιέχει 5%–10% στερεά σωματίδια (μέγεθος σωματιδίων 10–50 μm), η πτώση πίεσης θα αυξηθεί κατά 30%–50% σε σύγκριση με το καθαρό μέσο. Εάν τα σωματίδια είναι πολύ μεγάλα (πάνω από 100 μm), μπορεί ακόμη και να μπλοκάρουν το κανάλι ροής, οδηγώντας σε αστοχία του PHE να λειτουργήσει κανονικά.
Η επιλογή υλικού των PHEs (συμπεριλαμβανομένου του υλικού πλάκας και του υλικού παρεμβύσματος) καθορίζεται κυρίως από τις χημικές ιδιότητες και τις παραμέτρους κατάστασης του μέσου. Η βασική απαίτηση της επιλογής υλικού είναι η αντοχή στη διάβρωση, ακολουθούμενη από τη θερμική αγωγιμότητα, τη μηχανική αντοχή και τη σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας. Οι αλλαγές στο μέσο θα οδηγήσουν άμεσα στην αναντιστοιχία μεταξύ του αρχικού υλικού και του νέου μέσου, με αποτέλεσμα τη διάβρωση του υλικού, τη γήρανση της φλάντζας και άλλα προβλήματα, που επηρεάζουν τη διάρκεια ζωής του PHE.
Η διαβρωτικότητα είναι ο βασικός παράγοντας που καθορίζει το υλικό της πλάκας. Τα κοινά υλικά πλάκας περιλαμβάνουν τον ανοξείδωτο χάλυβα (304, 316L), το τιτάνιο, το Hastelloy και το κράμα χαλκού. Ο ανοξείδωτος χάλυβας 316L χρησιμοποιείται ευρέως σε ουδέτερα και ασθενώς διαβρωτικά μέσα (όπως νερό, βρώσιμο λάδι), αλλά δεν είναι ανθεκτικό σε ισχυρά οξέα, ισχυρά αλκάλια και μέσα που περιέχουν χλώριο. Το τιτάνιο είναι ανθεκτικό σε ισχυρή διάβρωση (όπως θαλασσινό νερό, υδροχλωρικό οξύ) και είναι κατάλληλο για σκληρές συνθήκες εργασίας. Το Hastelloy είναι ανθεκτικό στα περισσότερα ισχυρά οξέα και αλκάλια και χρησιμοποιείται σε χημικές βιομηχανίες με ισχυρά διαβρωτικά μέσα. Εάν το μέσο αλλάξει από ουδέτερο σε όξινο (όπως τιμή pH από 7 σε 3), η αρχική πλάκα από ανοξείδωτο χάλυβα 304 θα διαβρωθεί, οδηγώντας σε διάτρηση και διαρροή της πλάκας. Αυτή τη στιγμή, είναι απαραίτητο να αντικαταστήσετε την πλάκα με τιτάνιο ή Hastelloy.
Το υλικό φλάντζας επηρεάζεται επίσης από τις χημικές ιδιότητες του μέσου. Τα κοινά υλικά παρεμβύσματος περιλαμβάνουν το καουτσούκ νιτριλίου (NBR), το μονομερές αιθυλενίου-προπυλενίου-διενίου (EPDM) και το καουτσούκ φθορίου (Viton). Το NBR είναι κατάλληλο για μέσα με βάση το λάδι, αλλά δεν είναι ανθεκτικό σε ισχυρά οξέα και αλκάλια. Το EPDM είναι κατάλληλο για ουδέτερα και ασθενώς διαβρωτικά μέσα και έχει καλή αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες. Το Viton είναι ανθεκτικό σε ισχυρά οξέα, ισχυρά αλκάλια και οργανικούς διαλύτες, αλλά το κόστος είναι υψηλό. Εάν το μέσο αλλάξει από λάδι σε ισχυρό οξύ, η αρχική φλάντζα NBR θα διαβρωθεί και θα γεράσει, οδηγώντας σε μέτρια διαρροή και είναι απαραίτητο να αντικατασταθεί με φλάντζα Viton.
Οι αλλαγές θερμοκρασίας και πίεσης επηρεάζουν την επιλογή του υλικού αλλάζοντας τον ρυθμό διάβρωσης του μέσου και τις μηχανικές ιδιότητες του υλικού. Η υψηλή θερμοκρασία θα επιταχύνει τον ρυθμό διάβρωσης του μέσου και θα μειώσει τη μηχανική αντοχή και τη διάρκεια ζωής του υλικού. Για παράδειγμα, όταν η θερμοκρασία λειτουργίας αυξάνεται από 100°C σε 150°C, ο ρυθμός διάβρωσης του μέσου προς την πλάκα από ανοξείδωτο χάλυβα θα αυξηθεί κατά 2-3 φορές και είναι απαραίτητο να επιλέξετε ένα υλικό με καλύτερη αντοχή στη διάβρωση σε υψηλή θερμοκρασία (όπως το Hastelloy). Η υψηλή πίεση απαιτεί το υλικό να έχει υψηλότερη μηχανική αντοχή για να αποφευχθεί η παραμόρφωση ή η ζημιά της πλάκας. Για παράδειγμα, όταν η πίεση λειτουργίας αυξάνεται από 1,6 MPa σε 4,0 MPa, η αρχική πλάκα από ανοξείδωτο χάλυβα (πάχους 0,5 mm) δεν μπορεί να αντέξει την υψηλή πίεση και είναι απαραίτητο να αυξήσετε το πάχος της πλάκας ή να επιλέξετε ένα υλικό με μεγαλύτερη αντοχή.
Όταν το μέσο περιέχει ιόντα χλωρίου, ιόντα θείου ή άλλα διαβρωτικά ιόντα, θα επιταχύνει τη διάβρωση του υλικού της πλάκας. Για παράδειγμα, ακόμη και μια μικρή ποσότητα ιόντων χλωρίου (πάνω από 200 ppm) θα προκαλέσει διάβρωση των πλακών από ανοξείδωτο χάλυβα, οδηγώντας σε φθορά των πλακών. Αυτή τη στιγμή, είναι απαραίτητο να επιλέξετε υλικά ανθεκτικά στα χλωρίδια (όπως το τιτάνιο). Επιπλέον, εάν το μέσο περιέχει οργανικούς διαλύτες, θα διαλύσει το υλικό της φλάντζας, οδηγώντας σε αστοχία της φλάντζας. Για παράδειγμα, το μέσο που περιέχει ακετόνη θα διαλύσει το παρέμβυσμα NBR και είναι απαραίτητο να το αντικαταστήσετε με ένα παρέμβυσμα Viton.
Η δομή της πλάκας (τύπος πλάκας, γωνία αυλάκωσης, πάχος πλάκας) και ο σχεδιασμός του καναλιού ροής (πλάτος καναλιού ροής, κατεύθυνση ροής, αριθμός διελεύσεων) των PHE έχουν σχεδιαστεί σύμφωνα με την κατάσταση ροής και τις απαιτήσεις μεταφοράς θερμότητας του αρχικού μέσου. Οι αλλαγές στο μέσο θα επηρεάσουν την κατάσταση ροής και τις απαιτήσεις μεταφοράς θερμότητας του μέσου, απαιτώντας έτσι προσαρμογές στη δομή της πλάκας και στο σχεδιασμό του καναλιού ροής.
Για μέσα υψηλού ιξώδους, το αρχικό στενό κανάλι ροής θα οδηγήσει σε υπερβολική πτώση πίεσης και κακή μεταφορά θερμότητας. Είναι απαραίτητο να επιλέξετε έναν τύπο πλάκας με ευρύτερο κανάλι ροής (όπως μια πλάκα με γωνία αυλάκωσης 30°) για μείωση της αντίστασης ροής και βελτίωση της κατάστασης ροής του μέσου. Για παράδειγμα, όταν το μέσο αλλάζει από νερό (χαμηλό ιξώδες) σε βαρύ λάδι (υψηλό ιξώδες), το πλάτος του καναλιού ροής πρέπει να αυξηθεί από 2–3 mm σε 4–5 mm για να μειωθεί η πτώση πίεσης. Επιπλέον, τα μέσα υψηλού ιξώδους απαιτούν έναν τύπο πλάκας με ισχυρότερο φαινόμενο στροβιλισμού (όπως κυματοειδείς πλάκες ψαροκόκκαλου) για την ενίσχυση της μεταφοράς θερμότητας με συναγωγή.
Για μέσα με χαμηλή θερμική αγωγιμότητα, είναι απαραίτητο να αυξηθεί η περιοχή μεταφοράς θερμότητας αυξάνοντας τον αριθμό των πλακών ή επιλέγοντας πλάκες με μεγαλύτερη ειδική επιφάνεια. Για παράδειγμα, όταν το μέσο αλλάζει από νερό σε λάδι κινητήρα (χαμηλή θερμική αγωγιμότητα), ο αριθμός των πλακών πρέπει να αυξηθεί κατά 30%–50% για να ικανοποιηθούν οι απαιτήσεις μεταφοράς θερμότητας. Επιπλέον, η γωνία αυλάκωσης της πλάκας επηρεάζει επίσης τη μεταφορά θερμότητας και την πτώση πίεσης: μια μεγαλύτερη γωνία αυλάκωσης (60°) μπορεί να βελτιώσει τον συντελεστή μεταφοράς θερμότητας, αλλά η πτώση πίεσης είναι μεγαλύτερη. μια μικρότερη γωνία αυλάκωσης (30°) μπορεί να μειώσει την πτώση πίεσης, αλλά ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας είναι χαμηλότερος. Οι μεσαίες αλλαγές πρέπει να εξισορροπούν τη μεταφορά θερμότητας και την πτώση πίεσης ρυθμίζοντας τη γωνία αυλάκωσης.
Όταν το μέσο υφίσταται αλλαγή φάσης (όπως συμπύκνωση ατμού), είναι απαραίτητο να επιλέξετε έναν τύπο πλάκας κατάλληλο για μεταφορά θερμότητας αλλαγής φάσης. Για παράδειγμα, η μεταφορά θερμότητας συμπύκνωσης απαιτεί μια πλάκα με λεία επιφάνεια και μεγάλο κανάλι ροής για να διευκολύνεται η εκκένωση του συμπυκνωμένου υγρού και να αποφεύγεται η συσσώρευση υγρού φιλμ. Η μεταφορά θερμότητας εξάτμισης απαιτεί μια πλάκα με ομοιόμορφο κανάλι ροής για να διασφαλιστεί ότι το μέσο θερμαίνεται ομοιόμορφα και να αποτραπεί η τοπική υπερθέρμανση. Επιπλέον, τα μέσα αλλαγής φάσης απαιτούν σχεδιασμό καναλιού ροής πολλαπλών διελεύσεων για την επέκταση του χρόνου παραμονής του μέσου στο PHE και τη βελτίωση της απόδοσης αλλαγής φάσης.
Οι αλλαγές στη θερμοκρασία και την πίεση επηρεάζουν επίσης το πάχος της πλάκας. Η υψηλή θερμοκρασία και η υψηλή πίεση απαιτούν παχύτερες πλάκες για εξασφάλιση μηχανικής αντοχής. Για παράδειγμα, όταν η πίεση λειτουργίας αυξάνεται από 1,6 MPa σε 4,0 MPa, το πάχος της πλάκας πρέπει να αυξηθεί από 0,5 mm σε 0,8–1,0 mm. Επιπλέον, τα μέσα υψηλής θερμοκρασίας απαιτούν πλάκες με καλή θερμική αγωγιμότητα για τη μείωση της θερμικής καταπόνησης, όπως πλάκες από κράμα χαλκού ή πλάκες τιτανίου.
Όταν το μέσο περιέχει στερεά σωματίδια ή ακαθαρσίες, είναι απαραίτητο να επιλέξετε έναν τύπο πλάκας με ευρύ κανάλι ροής και εύκολο καθαρισμό για να αποφευχθεί η απόφραξη του καναλιού ροής. Για παράδειγμα, το μέσο που περιέχει στερεά σωματίδια θα πρέπει να επιλέξει μια πλάκα με πλάτος καναλιού ροής μεγαλύτερο από 4 mm και η επιφάνεια της πλάκας θα πρέπει να είναι λεία για να μειωθεί η συσσώρευση σωματιδίων. Επιπλέον, η κατεύθυνση ροής του μέσου θα πρέπει να σχεδιαστεί ως ροή αντίθετου ρεύματος για τη βελτίωση της απόδοσης μεταφοράς θερμότητας και τη μείωση της συσσώρευσης σωματιδίων. Για μέσα με σοβαρή τάση ρύπανσης, είναι απαραίτητο να σχεδιαστεί ένα αποσπώμενο PHE για να διευκολύνεται ο τακτικός καθαρισμός και η συντήρηση.
Η ρύπανση είναι ένα κοινό πρόβλημα στη λειτουργία του PHE, το οποίο αναφέρεται στη συσσώρευση ακαθαρσιών, αλάτων και άλλων ουσιών στην επιφάνεια της πλάκας, που οδηγεί σε μειωμένη απόδοση μεταφοράς θερμότητας, αυξημένη πτώση πίεσης και μειωμένη διάρκεια ζωής. Οι μεσαίες αλλαγές είναι μία από τις κύριες αιτίες ρύπανσης. Επιπλέον, οι αλλαγές στο μέσο θα επηρεάσουν επίσης τη σταθερότητα λειτουργίας του PHE, οδηγώντας σε προβλήματα όπως διαρροή μέσου, παραμόρφωση πλάκας και διακύμανση του συστήματος.
Οι αλλαγές στη σύνθεση του μέσου είναι ο κύριος παράγοντας που οδηγεί σε ρύπανση. Για παράδειγμα, η αύξηση των ιόντων ασβεστίου και μαγνησίου στο μέσο θα οδηγήσει σε απολέπιση. η αύξηση των στερεών σωματιδίων θα οδηγήσει σε ρύπανση της καθίζησης. η αύξηση της οργανικής ύλης θα οδηγήσει σε βιολογική ρύπανση ή χημική ρύπανση. Επιπλέον, οι αλλαγές στη θερμοκρασία και την πίεση θα επιταχύνουν επίσης τον ρυθμό ρύπανσης. Για παράδειγμα, η υψηλή θερμοκρασία θα επιταχύνει την κρυστάλλωση των ιόντων ασβεστίου και μαγνησίου, οδηγώντας σε απολέπιση. Οι αλλαγές στην πίεση θα οδηγήσουν σε καθίζηση διαλυμένων αερίων στο μέσο, σχηματίζοντας ρύπανση μεμβράνης αερίου. Η ρύπανση όχι μόνο μειώνει την απόδοση της μεταφοράς θερμότητας αλλά αυξάνει επίσης την πτώση πίεσης, οδηγώντας σε αυξημένη κατανάλωση ενέργειας και ακόμη και απόφραξη του καναλιού ροής.
Οι μεσαίες αλλαγές μπορεί να οδηγήσουν σε μεσαία διαρροή. Για παράδειγμα, αλλαγές στις χημικές ιδιότητες του μέσου μπορεί να διαβρώσουν τη φλάντζα ή την πλάκα, οδηγώντας σε διαρροή. αλλαγές στην πίεση μπορεί να προκαλέσουν παραμόρφωση ή πτώση της φλάντζας, οδηγώντας σε διαρροή. Επιπλέον, η υπερβολική πτώση πίεσης που προκαλείται από αλλαγές στο μέσο μπορεί να οδηγήσει σε υπερφόρτωση της αντλίας, επηρεάζοντας τη σταθερή λειτουργία του συστήματος. Για παράδειγμα, όταν η πτώση πίεσης υπερβαίνει το όριο σχεδιασμού, η αντλία θα λειτουργεί υπό υπερφόρτωση, οδηγώντας σε βλάβη της αντλίας ή διακοπή λειτουργίας του συστήματος. Επιπλέον, αλλαγές στην κατάσταση ροής του μέσου μπορεί να οδηγήσουν σε ανομοιόμορφη κατανομή θερμοκρασίας της πλάκας, με αποτέλεσμα τη θερμική καταπόνηση και την παραμόρφωση της πλάκας.
Για να επαληθευτεί περαιτέρω ο αντίκτυπος των αλλαγών του μέσου στις συνθήκες σχεδιασμού των PHEs, αυτό το έγγραφο αναλύει δύο πρακτικές περιπτώσεις μηχανικής, συμπεριλαμβανομένου του αντίκτυπου των αλλαγών στη σύνθεση του μέσου στην πετροχημική βιομηχανία και του αντίκτυπου των αλλαγών των φυσικών ιδιοτήτων στη βιομηχανία επεξεργασίας τροφίμων, και προτείνει αντίστοιχα μέτρα προσαρμογής.
Μια πετροχημική επιχείρηση χρησιμοποιεί ένα PHE για την προθέρμανση του αργού πετρελαίου. Το αρχικό μέσο σχεδιασμού είναι αργό πετρέλαιο με περικοπή νερού 5% (κλάσμα μάζας), η θερμοκρασία εισόδου του αργού πετρελαίου είναι 70°C, η θερμοκρασία εξόδου είναι 101°C και η περιοχή μεταφοράς θερμότητας του PHE είναι 120 m². Το υλικό της πλάκας είναι από ανοξείδωτο χάλυβα 316L και το υλικό φλάντζας είναι NBR. Λόγω αλλαγών στις συνθήκες εκμετάλλευσης των κοιτασμάτων πετρελαίου, η διακοπή νερού του αργού πετρελαίου αυξάνεται στο 20%, οδηγώντας σε αλλαγές στις φυσικές ιδιότητες του μέσου: το ιξώδες αυξάνεται κατά 30%, η θερμική αγωγιμότητα μειώνεται κατά 15% και η πυκνότητα αυξάνεται κατά 8%.
Μετά την αύξηση της διακοπής του νερού, τα προβλήματα λειτουργίας του PHE είναι τα εξής: (1) Η απόδοση μεταφοράς θερμότητας μειώνεται σημαντικά, η θερμοκρασία εξόδου του αργού πετρελαίου πέφτει στους 99°C, κάτι που δεν μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις της επόμενης διαδικασίας. (2) Η πτώση πίεσης αυξάνεται κατά 40%, οδηγώντας σε υπερφόρτωση της αντλίας αργού πετρελαίου και αυξημένη κατανάλωση ενέργειας. (3) Το νερό στο αργό πετρέλαιο προκαλεί ελαφρά διάβρωση της πλάκας και η φλάντζα γερνά και παραμορφώνεται, με πιθανούς κινδύνους διαρροής.
Σύμφωνα με τις αλλαγές του μέσου, υιοθετούνται τα ακόλουθα μέτρα προσαρμογής σχεδιασμού: (1) Προσαρμόστε τη δομή της πλάκας: αυξήστε τον αριθμό των πλακών, επεκτείνετε την περιοχή μεταφοράς θερμότητας στα 150 m² και επιλέξτε έναν τύπο πλάκας με γωνία αυλάκωσης 30° για μείωση της πτώσης πίεσης. (2) Βελτιστοποιήστε τη σχεδίαση του καναλιού ροής: αυξήστε το πλάτος του καναλιού ροής από 2,5 mm σε 3,5 mm για προσαρμογή στο μέσο υψηλού ιξώδους και μείωση της συσσώρευσης σωματιδίων. (3) Αντικαταστήστε το υλικό φλάντζας: αντικαταστήστε τη φλάντζα NBR με φλάντζα EPDM για να βελτιώσετε την αντίσταση στη διάβρωση στο αργό πετρέλαιο που περιέχει νερό. (4) Προσθέστε μια συσκευή προεπεξεργασίας: εγκαταστήστε μια συσκευή διαχωρισμού νερού-ελαίου στην είσοδο του PHE για να μειώσετε τη διακοπή νερού του αργού πετρελαίου στο 10% και να μειώσετε την επίδραση του νερού στο PHE. Μετά τη ρύθμιση, η θερμοκρασία εξόδου του αργού πετρελαίου αποκαθίσταται στους 101°C, η πτώση πίεσης μειώνεται στο επίπεδο σχεδιασμού και η σταθερότητα λειτουργίας του PHE βελτιώνεται σημαντικά. Η επένδυση στα μέτρα προσαρμογής ανακτάται σε λιγότερο από τρεις μήνες μέσω εξοικονόμησης ενέργειας και μείωσης του κόστους συντήρησης.
Μια επιχείρηση επεξεργασίας τροφίμων χρησιμοποιεί ένα PHE για την ψύξη του γάλακτος. Το αρχικό μέσο σχεδίασης είναι το φρέσκο γάλα με ιξώδες 1,2 mPa·s, η θερμοκρασία εισόδου είναι 60°C, η θερμοκρασία εξόδου είναι 4°C και η περιοχή μεταφοράς θερμότητας είναι 80 m². Το υλικό της πλάκας είναι από ανοξείδωτο χάλυβα 316L και το υλικό φλάντζας είναι EPDM. Λόγω της αντικατάστασης των πηγών νωπού γάλακτος, το ιξώδες του γάλακτος αυξάνεται στα 2,5 mPa·s (λόγω της αύξησης της περιεκτικότητας σε λιπαρά) και η πυκνότητα αυξάνεται κατά 5%.
Μετά την αύξηση του ιξώδους, τα προβλήματα λειτουργίας του PHE είναι τα εξής: (1) Η κατάσταση ροής του γάλακτος στο κανάλι ροής αλλάζει από τυρβώδη ροή σε στρωτή ροή, ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας μειώνεται κατά 45% και ο χρόνος ψύξης παρατείνεται, ο οποίος δεν μπορεί να ανταποκριθεί στον ρυθμό παραγωγής. (2) Η πτώση πίεσης αυξάνεται κατά 50%, οδηγώντας σε αυξημένη κατανάλωση ενέργειας της αντλίας νερού ψύξης. (3) Το γάλα υψηλού ιξώδους προσκολλάται εύκολα στην επιφάνεια της πλάκας, οδηγώντας σε ρύπανση και μειωμένη απόδοση μεταφοράς θερμότητας μετά από μακροχρόνια λειτουργία.
Τα μέτρα προσαρμογής του σχεδιασμού είναι τα εξής: (1) Αντικαταστήστε τον τύπο πλάκας: επιλέξτε κυματοειδείς πλάκες ψαροκόκαλου με γωνία αυλάκωσης 60° για ενίσχυση του στροβιλισμού και βελτίωση του συντελεστή μεταφοράς θερμότητας με συναγωγή. (2) Προσαρμόστε τον ρυθμό ροής: αυξήστε τον ρυθμό ροής του γάλακτος κατά 30% για να αυξήσετε τον αριθμό Reynolds και να αποκαταστήσετε την κατάσταση τυρβώδους ροής. (3) Βελτιστοποιήστε τη σχεδίαση του καναλιού ροής: υιοθετήστε ένα σχέδιο καναλιού ροής πολλαπλών διελεύσεων για να παρατείνετ
