Tehnologija kontrole pada pritiska: Uravnotežite efikasnost prenosa toplote i potrošnju energije sistema
Prekomjerni pad tlaka u sistemu je uobičajen problem rasipanja energije kod izmjenjivača topline sa školjkama i cijevima u industrijskom radu. Mnogi dizajni opreme slijepo teže visokoj efikasnosti prijenosa topline povećanjem brzine protoka fluida i gustine snopa cijevi, što rezultira naglim povećanim otporom cjevovoda i opterećenjem cirkulacione pumpe. Povećana potrošnja energije pomoćne opreme daleko premašuje povećanje efikasnosti prenosa toplote, uzrokujući ukupni gubitak energije sistema. Razumna kontrola pada pritiska je ključ za efikasan i{3}}štedni rad sistema za izmjenu topline.
Pad pritiska na kućištu i cijevnim izmjenjivačima topline dijeli se na cijevni-bočni pad tlaka i pad tlaka na{1}}bočnoj strani. Pad pritiska sa strane cijevi - nastaje zbog trenja fluida u cirkulaciji cjevovoda i lokalnog otpora okretanja snopa cijevi. Pad pritiska na{5}}bočnoj strani uglavnom dolazi od gubitka otpora pregrade za čišćenje tečnosti i gubitka otpora snopa cijevi. Previše velika brzina protoka direktno povećava otpor linearnog trenja, dok gusti snop cijevi i mali razmak između pregrada povećavaju lokalno nakupljanje otpora.
Prema operativnom iskustvu, efikasnost prijenosa topline i pad pritiska pokazuju ne-linearnu pozitivnu korelaciju unutar određenog raspona. Pravilno poboljšanje brzine protoka povećava turbulenciju fluida i kapacitet izmjene topline. Kada brzina protoka pređe kritični prag, stopa rasta pada pritiska daleko premašuje poboljšanje efikasnosti prenosa toplote, formirajući očigledan gubitak energije. Efikasno usklađivanje radnih uslova treba da pronađe optimalnu tačku ravnoteže između efikasnosti i otpora.
Više-metode optimizacije pada pritiska ostvaruju-ravnotežu uštede energije. Razumno podešavanje broja prolaza cijevi i broja prolaza ljuske optimizira brzinu protoka fluida i izbjegava preveliki otpor protoku u jednom{3}}prolazu. Optimizirani razmak između pregrada i raspored snopa cijevi smanjuju lokalni gubitak otpora na pretpostavci osiguravanja intenziteta turbulencije. Postepeno usklađivanje cevovoda smanjuje ukupni otpor sistema i radno opterećenje pomoćne opreme.
Promjene performansi sistema pod različitim nivoima kontrole pada pritiska prikazane su u tabeli ispod:
|
Nivo kontrole pada pritiska |
Sveobuhvatna efikasnost prijenosa topline |
Totalni otpor sistema |
Potrošnja energije pomoćne pumpe |
Sveobuhvatna energetska efikasnost sistema |
|---|---|---|---|---|
|
Preterano visok pad pritiska |
96% ultra-visok prenos toplote |
100% prevelika otpornost |
145% visoka potrošnja energije |
82% niska sveobuhvatna efikasnost |
|
Standardni balansirani pad pritiska |
92% stabilan prenos toplote |
75% razumnog otpora |
112% umjerena potrošnja |
93% optimalna sveobuhvatna efikasnost |
|
Preterano nizak pad pritiska |
78% nedovoljan prenos toplote |
50% niska otpornost |
95% niska potrošnja energije |
85% srednje sveobuhvatne efikasnosti |
Dugoročni-podaci o praćenju potrošnje energije potvrđuju da sistemi za izmjenu topline sa balansiranom kontrolom pada pritiska smanjuju sveobuhvatnu operativnu potrošnju energije za 18% do 22% u poređenju sa neoptimiziranim sistemima. Čista potraga za efikasnošću prenosa toplote bez kontrole otpora će smanjiti ukupne ekonomske koristi sistema.
Profesionalne{0}}optimizacijske šeme za uštedu energije mogu izračunati optimalnu brzinu protoka i strukturne parametre u skladu sa zahtjevima cirkulacije sistema, ostvarujući dvostruko poboljšanje efikasnosti prijenosa topline i performansi{1}}uštede energije kućišta i cijevi izmjenjivača topline.
