Exchangers persentasi

50
Classi cation of Heat Exchangers

description

Classification of heat exchanger

Transcript of Exchangers persentasi

Page 1: Exchangers persentasi

Classification of Heat Exchangers

Page 2: Exchangers persentasi

penukar panas yang diklasifikasikan menurut proses transfer ke langsung-dan langsung

menghubungi jenis.

Page 3: Exchangers persentasi

Kontak tidak langsung-Heat Exchanger

Dalam heat exchanger tidak langsung-kontak, cairan sungai tetap panas terpisah dan transfer terus menerus melalui dinding pemisah tahan atau masuk dan keluar dari dinding dalam cara transien. Dengan demikian,

idealnya, tidak ada kontak langsung antara termal berinteraksi cairan. Jenis penukar panas, juga disebut sebagai permukaan penukar panas, bisa lebih lanjut diklasifikasikan dalam jenis transfer langsung, jenis penyimpanan,

dan penukar terfluidisasi-tempat tidur. Gambar 1.2 (a) Klasifikasi menurut fungsi proses, (b) klasifikasi kondensor; (C) klasifikasi exchanger perubahan fase cair-to-uap

Page 4: Exchangers persentasi

Langsung-Transfer Type Exchanger.Dalam jenis ini transfer panas, terus menerus dari fluida panas ke fluida dingin melalui dinding pemisah. Meskipun simultan aliran dua (atau lebih) cairan diperlukan dalam exchanger, tidak ada pencampuran langsung dari dua (atau lebih) cairan karena setiap aliran fluida dalam bagian-bagian fluida terpisah.Secara umum, ada ada bagian yang bergerak di sebagian besar penukar panas tersebut. Jenis exchanger ditunjuk sebagai penukar panas penyembuhan atau hanya sebagai sebuah recuperator {Beberapa contoh. langsung penukar jenis transfer panas tabung, pelat-jenis, dan

penukar permukaan diperpanjang. Perhatikan bahwa istilah recuperator tidak umum digunakan dalam industri proses untuk shell. Gambar 1.2 (d) klasifikasi evaporator kimia sesuai dengan (i) tipe konstruksi, dan (ii) bagaimana energi diberikan (Shah dan Mueller, 1988); (e) klasifikasi reboilers.

Page 5: Exchangers persentasi

Exchanger Tipe Penyimpanan penukar panas jenis penyimpanan juga disebut sebagai penukar panas regeneratif, atau hanya sebagai regenerator. {Untuk beroperasi secara

terus menerus dan dalam suhu yang dikehendaki rentang, gas, header, atau matriks diaktifkan secara berkala (misalnya, diputar), sehingga bagian yang sama ditempati secara periodik oleh gas panas dan dingin, sebagaimana dijelaskan lebih lanjut dalam

Fluidized-Bed Heat ExchangerDalam fluidized-bed penukar panas, satu sisi penukar dua fluida direndam di tempat tidur bahan padat terbagi halus, seperti bundel tabung direndam dalam tempat tidur partikel pasir atau batu bara, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 1.3. Jika kecepatan fluida ke atas di sisi

tempat tidur rendah, partikel padat akan tetap tetap di posisi di tempat tidur dan cairan akan mengalir melalui celah tempat tidur. Jika kecepatan fluida ke atas tinggi, partikel-partikel padat akan dibawa pergi dengan cairan tersebut

GAMBAR 1.3 Fluidized-bed penukar panas

Page 6: Exchangers persentasi

Langsung-Kontak Heat Exchanger

Dalam exchanger langsung-kontak, dua aliran fluida datang ke dalam kontak langsung, pertukaran panas, dan kemudian dipisahkan. Aplikasi umum dari penukar langsung menghubungi melibatkan massa transfer di samping untuk mentransfer panas, seperti di pendinginan menguapkan dan perbaikan; aplikasi hanya melibatkan perpindahan panas yang masuk akal jarang. Entalpi erubahan fasa sedemikian penukar yang umumnya merupakan sebagian besar dari total energi transfer. Perubahan fasa mumnya meningkatkan laju perpindahan panas. Dibandingkan dengan tidak langsung- menghubungi recuperators dan regenerator, dalam

penukar panas langsung-kontak, (1) sangat tinggi panas kecepatan transfer dapat dicapai, (2) pembangunan exchanger relatif murah, dan (3) masalah fouling umumnya tidak ada, karena tidak adanya perpindahan panas permukaan (dinding) antara kedua

cairan

MENURUT KLASIFIKASI JUMLAH FLUIDA Sebagian besar proses pemanasan, pendinginan, kembali panas, dan penolakan panas melibatkan transfer panas antara dua cairan. Oleh karena itu, penukar panas dua fluida adalah yang paling umum. Tiga penukar panas fluida secara luas digunakan

dalam cryogenics dan proses kimia tertentu (misalnya, udara sistem pemisahan, pemisahan udara helium-unit, pemurnian dan pencairan hidro- gen, sintesis ammonia gas). penukar panas dengan sebanyak 12 fluida aliran telah digunakan dalam beberapa

aplikasi proses kimia

KLASIFIKASI MENURUT PERMUKAAN kekompakan Dibandingkan dengan exchanger shell-dan-tabung, penukar panas kompak ditandai dengan perpindahan panas besar luas

permukaan per satuan volume exchanger, sehingga mengurangi ruang, berat, dukungan struktur dan tapak, energi persyaratan dan biaya, serta perbaikan proses desain dan tata letak tanaman dan kondisi pengolahan, bersama-sama dengan rendah cairan

persediaan. Sebuah penukar gas-to-cairan disebut sebagai penukar panas kompak jika menggabungkan transfer panas permukaan memiliki kepadatan luas permukaan lebih besar dari sekitar 700 m2/m3

Page 7: Exchangers persentasi

Liquid-to-Liquid dan Exchanger Tahap-Mengubah Liquid-to-cair dan penukar fase-perubahan adalah gasketed piring-dan-frame dan dilaspiring, piring spiral, dan penukar-sirkuit

cetak. Beberapa dari mereka dijelaskan secara rinci dalam Bagian 1.5.2.

MENURUT KLASIFIKASI FITUR KONSTRUKSI penukar panas yang sering ditandai dengan fitur konstruksi. Empat besar con- jenis konstruksi yang berbentuk tabung, pelat-jenis, permukaan diperpanjang, dan penukar regeneratif. penukar panas dengan konstruksi lainnya juga tersedia, seperti permukaan tergores exchanger, tangki pemanas, pendingin penukar cartridge, dan lain-lain (Walker, 1990).Beberapa ini dapat diklasifikasikan sebagai penukar tubular, tetapi mereka

memiliki beberapa fitur unik dibandingkan dengan penukar tubular konvensional

Shell-and-Tube Exchanger. Penukar ini, ditunjukkan pada Gambar. 1,5, umumnya dibangun dari bundel tabung bulat dipasang di shell silinder dengan sumbu tabung paralel dengan yang shell. Satu fluida mengalir dalam tabung, aliran lain di seluruh dan sepanjang tabung. Komponen

utama dari penukar ini adalah tabung (atau bundel tabung), shell, depan ujung kepala, kepala belakang-end, baffle, dan tubesheets, dan dijelaskan secara singkat kemudian dalam Huruf.

Gambar 1.5 (a) Shell-dan-tabung penukar (BEM) dengan satu pass shell dan satu tabung lulus; (b) shell dan-tabung penukar (Beu) dengan satu pass shell dan dua melewati tabung

Page 8: Exchangers persentasi

Ketiga jenis yang paling umum exchanger shell-dan-tabung adalah (1) tubesheet tetap desain, (2) U-tabung desain, dan (3) tipe floating-kepala. Di ketiga jenis, front-end kepala stasioner sedangkan belakang kepala akhir dapat berupa statis atau mengambang (lihat Gambar. 1,6), tergantung pada tegangan termal dalam tabung, shell, atau tubesheet, karena suhuperbedaan sebagai akibat

perpindahan panas

GAMBAR 1.6 jenis shell Standar dan belakang-ujung depan danjenis kepala (Dari TEMA, 1999)

Page 9: Exchangers persentasi

Tabung. Round tabung dalam berbagai bentuk digunakan dalam exchanger shell-dan-tabung. Sebagian besar umum adalah kumpulan tabung dengan lurus dan U-tabung (Gambar 1.5) yang digunakan dalam

proses industri tenaga penukar dan. Namun, gelombang sinus tikungan, J-bentuk, L-bentuk atau hoki tongkat, dan tongkat hoki terbalik digunakan dalam penukar nuklir canggih untuk menemani- mengakomodasi ekspansi termal besar dari tabung. Beberapa geometri tabung ditingkatkan digunakan dalam exchanger shell-dan-tabung

yang ditunjukkan pada Gambar. 1.7

GAMBAR 1.7 Beberapa geometri tabung ditingkatkan yang digunakan dalam exchanger shell-dan-tabung:(a) internal dan eksternal ditingkatkan tabung evaporator, (b) (b) internal dan eksternal ditingkatkan tabung kondensor

Page 10: Exchangers persentasi

Serpentine, heliks, dan teluk- Onet adalah bentuk tabung lain (ditunjukkan pada Gambar 1.8.) yang digunakan dalam exchan shell-dan-tabung- Gers. Dalam sebagian besar aplikasi, tabung memiliki dinding tunggal, tetapi

ketika bekerja dengan radioaktif, cairan reaktif, atau eracun dan air minum, double-dinding tabung yang digunakan.Pada sebagian besar aplikasi- tions, tabung yang kosong, tetapi ketika gas atau cair rendah koefisien perpindahan panas yang digunakan pada sisi shell, sirip rendah-tinggi (sirip rendah) digunakan pada sisi shell.

Gambar 1.8konfigurasi tambahan tabung yang digunakan dalam exchanger shell-dan-tabung

Page 11: Exchangers persentasi

Juga, khusus high-flux- permukaan mendidih mempekerjakan diubah tabung rendah sirip. Ini biasanya sirip terpisahkan dibuat dari tabung berdinding tebal, ditunjukkan pada

Gambar. 1.9. Tabung diambil, diekstrusi, atau dilas, dan mereka dibuat dari logam, plastik, dan keramik, tergantung pada aplikasi

GAMBAR 1,9 tabung Rendah-bersirip. Akhir polos masuk ke tubesheet tersebut.

Page 12: Exchangers persentasi

GAMBAR 1.10 jenis baffle Plate, dimodifikasi dari Mueller (1973).

GAMBAR 1.13 penyekat shell helix-dan-tabung penukar: (a) heliks tunggal; helix ganda (b). (Courtesy Transfer Panas ABB Lumus, Bloomfield, NJ.)

Page 13: Exchangers persentasi

Gambar 1.11 (a) baffle Empat batang yang diselenggarakan oleh bar skid (tidak ada tabung ditampilkan), (b) tabung dalam penyekat batang exchanger didukung oleh empat batang, (c) layout persegi tabung dengan batang, (d) tata letak segitiga

tabung dengan batang (Shah, 1981)

GAMBAR 1.12 bundel tabung Twisted untuk penukar shell-dan-tabung. (Courtesy of Fintube Brown Perusahaan, Houston, TX.)

Page 14: Exchangers persentasi

Double-Pipe Heat Exchanger. exchanger ini biasanya terdiri dari dua con- centric pipa dengan pipa batin polos atau bersirip, seperti ditunjukkan pada Gambar.1,15. Satu fluida mengalir dalam pipa bagian dalam dan aliran

fluida lain di anulus antara pipa alam arah berlawanan arah / counterflow untuk kinerja tertinggi yang ideal untuk daerah permukaan yang diberikan

GAMBAR 1,14 Rincian bersama kebocoran-bebas antara lubang tabung dan tabung tubesheet: (a) sebelum tabung ekspansi, (b) setelah ekspansi tabung.

Gambar 1.15 Double-pipa penukar panas

Page 15: Exchangers persentasi

Plate Heat Exchanger gasketed

Dasar Konstruksi. Piring-dan-frame atau pelat penukar panas gasketed (PHE) con- sists dari sejumlah pelat logam persegi panjang tipis disegel di sekitar tepi dengan gasket dan disatukan bersama dalam bingkai Di satu

sisi setiap piring, alur khusus yang disediakan di sepanjang periphery pelat dan di ekitar pelabuhan untuk gasket, seperti ditunjukkan oleh garis gelap Gambar. 1,17. geometri pelat Khas (pola bergelombang) itunjukkan

pada Gambar.1,18, dan lebih dari 60 pola yang berbeda telah dikembangkan di seluruh dunia

GAMBAR 1.16 gasketed piring-dan-frame penukar panas

Page 16: Exchangers persentasi

GAMBAR 1.17 Pelat menunjukkan gasket di sekitar pelabuhan (Shah dan Focke, 1988).

GAMBAR 1,18 Plate pola: (a) papan, (b) zigzag, (c) chevron atau erringbone; (D) tonjolan dan depresi, (e) papan dengan lipatan sekunder, (f) miring papan (Shah dan Focke, 1988).

Page 17: Exchangers persentasi

Plate Exchanger dilas dan Lainnya Panas. Salah satu keterbatasan pelat penukar panas gasketed adalah adanya gasket, yang membatasi penggunaannya untuk kompatibel cairan (cairan noncorrosive) dan yang membatasi

suhu operasi dan tekanan. Untuk mengatasi keterbatasan ini, sejumlah desain pelat penukar panas dilas telah muncul dengan pasangan pelat dilas pada satu atau kedua sisi cairan. Untuk mengurangi biaya pengelasan yang

efektif, ukuran plat untuk penukar ini biasanya lebih besar daripada gasketed PHE. Kerugian dari desain tersebut adalah hilangnya fleksibilitas membongkar di sisi fluida dimana pengelasan dilakukan

GAMBAR 1,20 Bagian dari penukar pelat dilas panas. (Courtesy of Alfa Laval Thermal, Inc, Richmond, VA.)

Page 18: Exchangers persentasi

Plate Heat Exchanger Spiral. Sebuah pelat penukar panas spiral terdiri dari duarelatif panjang strip dari lembaran logam, biasanya disediakan dengan kancing las untuk pelatjarak, dibungkus

spiral sekitar Mandrel split untuk membentuk sepasang saluran spiraluntuk dua cairan,. bagian tepi alternatif ditutup.Dengan demikian, setiap cairanmemiliki satu

bagian panjang disusun dalam paket kompak. Untuk melengkapi exchanger,meliputi dilengkapi pada akhir masing-masing. Setiap logam yang dapat dingin dibentuk dan dilas dapat digunakan

untuk exchanger ini

Heat Exchanger lamella. Sebuah penukar panas lamella terdiri dari luartubular shell mengelilingi bundel dalam elemen perpindahan panas. Unsur-unsur,disebut sebagai lamellas, adalah tabung

datar (pasang pelat berlesung pipit tipis, tepi dilas, sehinggadalam tinggi rasio--aspek saluran persegi panjang), ditunjukkan pada Gambar. 1,23

GAMBAR 1,23 (a) lamella penukar panas; (b) lintas bagian dari penukar panas lamella;(C) lamellas. (Courtesy of Alfa Laval Thermal, Inc, Lund, Swedia.)

Page 19: Exchangers persentasi

Heat Exchanger 1.5.2.5 Dicetak-Circuit. penukar ini ditunjukkan pada Gambar. Hanya 1,24permukaan heat transfer primer, seperti halnya PHEs. Fine alur dibuat dalam piring dengan menggunakan teknik yang sama

engan yang digunakan untuk membuat papan sirkuit tercetak. blok A(Stack) dari pelat kimia tergores kemudian difusi berikat, dan fluida inlet / outlet kepalaers yang dilas untuk membuat exchanger. Untuk fluida dua aliran,

ada yang berbedapola etsa, seperti yang diinginkan untuk membuat silang, berlawanan arah / counterflow, atau multipass lintas-negara-terflow penukar

GAMBAR 1,24 exchanger crossflow Dicetak-sirkuit. (Courtesy Divisi Heatric dari Meggitt(UK) Ltd, Dorset, Inggris.)

Page 20: Exchangers persentasi

Heat Exchanger 1.5.2.6 Panelcoil. Unsur-unsur dasar dari penukar ini disebutpanelcoils, platecoils, atau gulungan timbul-panel, seperti ditunjukkan pada Gambar.1,25. panelcoil The berfungsi sebagai heat sink atau

sumber panas, tergantung pada apakah cairan di dalam kumparan sedang didinginkan atau dipanaskan

GAMBAR 1,25 koil pelat Die-cap: (a) serpentin, (b) multizone, (c) kapal; (d) tempat-dilasEconocoil bank. (Courtesy of PHE Tranter, Inc, Wichita, TX.)

Page 21: Exchangers persentasi

1.5.3 Panas Permukaan Extended Exchanger Pelat-type tubular dan penukar dijelaskan sebelumnya semua

permukaan heat primapenukar, kecuali exchanger shell-dan-tabung dengan pipa bersirip rendah. Mereka panasefektivitas penukar (lihat Bagian 3.3.1 untuk definisi) biasanya 60% atau di bawah, dantransfer panas

permukaan daerah kepadatan biasanya kurang dari 700 m2/m3 (213 ft2/ft3).

GAMBAR 1,26 komponen dasar dari sebuah pelat penukar panas-sirip (Shah dan Webb, 1983).

Page 22: Exchangers persentasi

1.5.3.1 Plate-Fin Heat Exchanger. Jenis penukar memiliki sirip bergelombang (palingumumnya memiliki penampang segitiga dan persegi panjang) atau diapit

spacerantara pelat paralel (disebut sebagai pelat atau lembaran perpisahan), seperti ditunjukkan pada Gambar. 1,26.

GAMBAR 1,27 Flat tabung berselaput dan sirip kondensor multilouver otomotif.(Courtesy of Delphi Harrison Thermal Systems, Lockport, NY.)

Page 23: Exchangers persentasi

(Gambar 1.28) dan tabung-dan-pusat {konfigurasi. Pelat atau tabung datar memisahkan duacairan sungai, dan membentuk sirip bagian aliran individu. bagian alternatif fluidadihubungkan secara

paralel dengan header yang cocok untuk membentuk dua atau lebih sisi cairan dari penukar. Sirip yang mati atau roll terbentuk dan melekat pada pelat dengan mematri, menyolder bonding,

perekat, pengelasan, cocok mekanik, atau ekstrusi. Sirip dapat digunakanpada kedua belah pihak dalam penukar panas gas ke gas. Dalam aplikasi gas-ke-cair, sirip yang gen-lisan digunakan hanya

pada sisi gas, jika digunakan di sisi cair, mereka digunakan terutama untuk kekuatan struktural dan tujuan aliran-pencampuran. Sirip juga kadang-kadang digunakan untuk tekanan penahanan

dan kekakuan

GAMBAR 1,28 U-channel bergaris piring dan sirip evaporator multilouver otomotif.(Courtesy of Delphi Harrison Sistem Thermal, Lockport, NY.)

Page 24: Exchangers persentasi

GAMBAR 1,29 geometri sirip bergelombang untuk penukar panas pelat-sirip: (a) sirip segitiga biasa;(B) sirip empat persegi panjang polos; (c) sirip bergelombang, (d) offset sirip strip;(e) multilouver sirip, sirip berlubang (f). (Courtesy Sistem Harrison Thermal Delphi, Lockport, NY.)

Gambar 1.30 Proses pembuatan difusi deformasi elastis super berikat pelat sirip penukar (Dari Reay, 1999).

Page 25: Exchangers persentasi

Tube-Fin Heat Exchanger. Penukar ini dapat diklasifikasikan sebagai konvensi-Internasional dan khusus tabung-sirip penukar. Dalam exchanger tabung-fin konvensional, heat transfer antara dua cairan berlangsung dengan

konduksi melalui dinding tabung. Namun, dalam penukar panas pipa (sejenis khusus tabung penukar-fin), tabung dengan kedua ujungnya tertutup bertindak sebagai tembok yang memisahkan, dan perpindahan panas

antara dua fluida terjadi melalui dinding memisahkan''''(panas pipa) dengan konduksi, dan penguapan dan kondensasi dari cairan pipa panas.

GAMBAR 1,31 (a) tabung bersirip individual, (b) flat (kontinu) sirip pada array tabung.Flat sirip ditampilkan sebagai sirip polos, tetapi mereka dapat bergelombang, louvered, atau terputus.

GAMBAR 1,32 Individual bersirip tabung (Shah, 1981).

Page 26: Exchangers persentasi

Tube-sirip penukar bekerja ketika salah satu aliran fluida pada tekanan yang lebih tinggi dan / atau memiliki perpindahan panas koefisien signifikan lebih tinggi dibandingkan dengan aliran cairan lain. Akibatnya, penukar ini digunakan secara ekstensif sebagai kondensor dan evaporator di udara AC dan refrigerasi aplikasi, seperti

kondenser pembangkit listrik, minyak pendingin di pembangkit listrik pendorong, dan sebagai penukar berpendingin udara (juga disebut sebagai fin- kipas penukar) dalam industri proses dan kekuasaan.

GAMBAR 1,33 Flat sirip pada sebuah array bulat, datar, atau tabung oval: (a) sirip bergelombang, (b) sirip multilouver; baik sirip dengan tabung bundar serentak; (c) multilouver sirip dengan tabung elips inline. (Courtesy of Delphi Harrison Sistem Thermal, Lockport, NY.)

GAMBAR 1,34 longitudinal sirip pada tabung individu: (a) kontinyu polos, (b) memotong dan memutar; (C) berlubang, (d) sirip longitudinal internal dan eksternal. (Courtesy Perusahaan Fintube Brown, Houston, TX.)

Page 27: Exchangers persentasi

GAMBAR 1,35 internal bersirip tabung. (Courtesy of Divisi Ditempa-Fin, Noranda MetalIndustries, Inc, Newtown, CT.)

GAMBAR 1,36 penukar panas pipa panas (Reay, 1979).

Page 28: Exchangers persentasi

Heat Pipe Heat Exchanger. Jenis exchanger mirip dengan tabung-sirip penukar dengan tabung individu bersirip atau flat (kontinu) sirip dan tabung. Namun, tabung adalah pipa panas, dan gas panas dan dingin mengalir terus menerus di bagian terpisah dari exchanger, seperti ditunjukkan pada Gambar. 1,36. Panas akan ditransfer dari gas panas ke bagian penguapan pipa panas oleh

konveksi, energi panas ini kemudian terbawa oleh uap untuk bagian kondensasi dari pipa panas, di mana transfer panas ke gas dingin oleh konveksi. Seperti ditunjukkan dalam Gambar. 1,37,

sebuah pipa panas adalah tabung tertutup atau kapal yang telah dievakuasi, sebagian diisi dengan cairan perpindahan panas (cairan kerja yang cukup untuk membasahi seluruh

sumbu), dan disegel secara permanen di kedua ujungnya.

1,37 GAMBAR Panaskan pipa dan operasinya

Page 29: Exchangers persentasi

Regenerators regenerator adalah penukar panas tipe penyimpanan, seperti yang dijelaskan sebelumnya. Perpindahan panas permukaan atau elemen biasanya disebut sebagai matrik dalam regenerator. Untuk memiliki terus

beroperasi, baik matriks harus dipindahkan secara berkala masuk dan keluar dari tetap aliran gas, seperti dalam sebuah regenerator putar (Gambar 1,38 sampai 1,40), atau arus gas harus dialihkan melalui katup ke dan dari

matriks tetap seperti dalam sebuah fixed- matriks regenerator (Gbr. 1.41).

GAMBAR 1.38 Ljungstrom preheater udara. (Courtesy Air Preheater ABB Alstom Power, Inc, Wellsville, NY.)

Page 30: Exchangers persentasi

1,39 GAMBAR Panaskan roda atau regenerator berputar yang terbuat dari polyester film.

GAMBAR 1,40 Rotary regenerator yang terbuat dari kertas Jepang diobati.

GAMBAR 1.41 Cowper kompor. (Courtesy of Industries Andco, Inc, Buffalo, NY.)

Page 31: Exchangers persentasi

pada Gambar. 1,42. Ini regenerator Rothemuhle digunakan sebagai pemanas awal udara di beberapa kekuasaan- menghasilkan tanaman. Karena teori desain dasar termal semua jenis regenerator adalah sama,

tidak ada perhatian khusus akan diberikan kepada regenerator Rothemuhle untuk termal desain. Sifat material yang diinginkan untuk regenerator adalah kapasitas panas tinggi volumetrik (Tinggi cp) dan konduktivitas

termal rendah efektif dalam (aliran gas) longitudinal arah.

GAMBAR 1.42 Rothemuhle regenerator. (Courtesy of Babcock dan Wilcox, New Orleans, LA.)

Page 32: Exchangers persentasi

Rotary Regenerators. regenerator Rotary ditunjukkan dalam Gambar. 1,38 melalui 1,40. Tergantung pada aplikasi, regenerator berputar waktu bervariasi disebut sebagai roda panas, roda panas, roda Munter, atau roda

Ljungstrom. Ketika arus gas laminer, regenerator berputar juga disebut sebagai aliran laminar roda. Dalam exchanger ini, salah satu dari geometri permukaan piring-sirip biasa dapat digunakan dalam matriks terdiri dari

lembaran logam tipis. Terhenti bagian permukaan (seperti strip sirip, sirip Louver) tidak digunakan karena melintang (untuk arah aliran utama) aliran kebocoran hadir jika dua cairan berada pada tekanan yang

berbeda. kebocoran ini Mixes dua cairan (mengotori cairan tekanan rendah) dan mengurangi efektivitas penukar. Oleh karena itu, matriks umumnya memiliki kontinyu (tidak terganggu) bagian aliran.Flat atau spacer

bergelombang digunakan untuk tumpukan sirip''''{(lihat Gambar. 1,43)

GAMBAR 1,43 Continuous-bagian matriks untuk regenerator putar: (a) plat bercelah; (B) Bagian segitiga

Page 33: Exchangers persentasi

untuk meminimalkan kebocoran utama dari cairan tekanan tinggi ke tekanan rendah cairan. Sejumlah konfigurasi segel yang digunakan dalam regenerator berputar. Dua

umum bentuk ditunjukkan pada Gambar. 1,44. Untuk sektor segel berbentuk melingkar yang ditunjukkan pada Gambar. 1.44a, aliran ayat-ayat di setiap engalaman lokasi radial eksposur aliran

yang sama dan segel-cakupan sejarah. Untuk segel seragam-lebar dalam Gambar. 1.44b, aliran ayat-ayat di radial yang berbeda lokasi mengalami eksposur aliran berbeda dan cakupan segel

GAMBAR 1,44 Stempel yang digunakan dalam regenerator putar: (a) sektor berbentuk melingkar, (b) lebar seragam bentuk (Beck dan Wilson, 1996).

Page 34: Exchangers persentasi

Fixed-Matrix Regenerator. Tipe ini juga disebut sebagai aliran-berkala, fixed-tempat tidur, valved, atau regenerator stasioner. Untuk terus beroperasi, exchanger

ini memiliki setidaknya dua matriks identik dioperasikan secara paralel, tapi biasanya tiga atau empat, yang ditunjukkan pada Gambar. 1,45 dan 1,46, untuk mengurangi variasi suhu dalam gas dingin dipanaskan di outlet- aplikasi suhu tinggi. Sebaliknya,

dalam tudung regenerator berputar atau berputar, yangmatriks tunggal sudah cukup untuk terus beroperasi.

Gambar 1.45 (a) regenerator Tiga-kompor dengan susunan seri-paralel, (b) operasi jadwal. H, panas-gas periode; C, periode ledakan (Shah, 1981).

Page 35: Exchangers persentasi

Gambar 1.46 (a) regenerator Empat-kompor dengan susunan paralel terhuyung-huyung; operasi (b) jadwal. H, panas-gas periode; C, periode ledakan (Shah, 1981).

Page 36: Exchangers persentasi

1.6 KLASIFIKASI penukar panas

MENURUT KLASIFIKASI ALIRAN PENGATURAN pengaturan aliran umum dari cairan dalam suatu penukar panas diklasifikasikan pada Gambar. 1.1. Pilihan

pengaturan aliran tertentu bergantung pada penukar diperlukan efektivitas, penurunan tekanan yang tersedia, minimum dan kecepatan maksimum yang diperbolehkan, jalur aliran fluida, amplop kemasan, diperbolehkan

tegangan termal, tingkat suhu, perpipaan dan pipa pertimbangan, dan kriteria desain lainnya. Mari kita membahas konsep multipassing, diikuti oleh beberapa pengaturan dasar arus ideal untuk dua- panas fluida

penukar untuk single-dan penukar panas multipass.

Gambar 1.48 (a) Dua-pass cross-berlawanan arah / counterflow exchanger; exchanger (b) single-pass crossflow; (C, d) dilipat penukar (a) dan (b), masing-masing.

Page 37: Exchangers persentasi

1.6.1 Single-Pass Exchanger

1.6.1.1 berlawanan arah / counterflow Exchanger. Dalam penukar berlawanan arah / counterflow atau lawan, sebagai ditunjukkan pada Gambar. 1.49a, dua aliran cairan arah sejajar satu sama lain tetapi sebaliknya dalam inti. Variasi temperatur dari dua cairan sedemikian penukar yang mungkin menjadi ideal sebagai satu-dimensi,

seperti ditunjukkan pada Gambar. 1,50

GAMBAR 1,49 (a) Double-pipa penukar panas dengan berlawanan arah / counterflow murni; (b-f) exchanger piring-fin dengan inti berlawanan arah / counterflow dan header crossflow (Shah, 1981).

Page 38: Exchangers persentasi

GAMBAR 1.50 Suhu distribusi dalam penukar panas cairan berlawanan arah / counterflow fase tunggal (Tidak mendidih atau kondensasi). Berikut Ch ¼ cpÞh ðm_

adalah tingkat kapasitas panas dari fluida panas, Cc adalah tingkat kapasitas panas dari fluida dingin, dan spesifik memanaskan cp diperlakukan sebagai konstan. T simbol digunakan untuk suhu, sedangkan h subskrip dan cairan menunjukkan c panas dan

dingin, dan subscript i dan o mewakili inlet dan outlet dari penukar (Shah, 1981).

Page 39: Exchangers persentasi

1.6.1.2 Parallelflow Exchanger. Dalam sebuah parallelflow (juga disebut sebagai cocurrent atau cocurrent stream exchanger) paralel, cairan aliran masuk bersama-sama pada salah satu ujungnya, aliran sejajar satu sama lain dalam arah yang sama, dan pergi bersama di ujung lain. Gambar1.49a dengan panah putus-putus terbalik kemudian akan menggambarkan parallelflow.Suhu fluida variasi, ideal sebagai satu-dimensi, yang

ditunjukkan pada Gambar. 1,52.untuk efektivitas penukar rendah, perbedaan dalam parallelflow dan efektivitas berlawanan arah / counterflow exchanger kecil. Dalam parallelflow sebuah exchan- ger, perbedaan suhu yang

besar antara suhu inlet cairan panas dan dingin

GAMBAR 1,51 (a) Hot sisi padat dan tamasya temperatur fluida, (b) seimbang (Ch ¼ Cc) regenerator distribusi temperatur pada saat yang switching (Shah, 1991b).

GAMBAR 1,52 Suhu distribusi dalam penukar panas parallelflow (Shah, 1981).

Page 40: Exchangers persentasi

1.6.1.3 crossflow Exchanger. Dalam jenis ini penukar, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 1,53, dua aliran cairan arah normal satu sama lain. Khas variasi suhu fluida ideal sebagai dua dimensi

dan ditunjukkan dalam Gambar. 1,54 untuk bagian inlet dan outlet saja

Gambar 1.53 (a) Plate-fin tidak dicampur-dicampur crossflow penukar panas; (b) serpentine (satu tabung baris) tabung-fin crossflow tidak dicampur-dicampur penukar panas (Shah, 1981).

GAMBAR 1.54 Suhu distribusi pada inlet dan outlet dari silang tidak dicampur-dicampur penukar panas (Shah, 1981)

Page 41: Exchangers persentasi

1.6.1.4 Split-Arus Exchanger, TEMA Shell G. Dalam exchanger ini, ditunjukkan pada Gambar. 1.56a, aliran fluida memasuki shell di pusat penukar dan terbagi menjadi dua aliran. Sungai-sungai ini mengalir dalam arah longitudinal sepanjang penukar selama

jangka penyekat logitudinal, membuat giliran 1808 di setiap akhir, aliran longitudinal ke pusat exchanger di bawah penyekat longitudinal, bersatu di tengah, dan meninggalkan dari

pusat nozzle

GAMBAR 1,56 (a) Single-pass split-aliran (TEMA G) penukar, (b) cairan shell ideal dan tabung distribusi temperatur fluida.

Page 42: Exchangers persentasi

1.6.1.5 Dibagi-Arus Exchanger, Shell TEMA J. Dalam exchanger ini seperti ditunjukkan pada Gambar. 1.57a, aliran fluida memasuki shell di pusat penukar dan membagi menjadi dua stream. Aliran sungai-sungai ini idealnya dalam arah longitudinal sepanjang

penukar dan keluar dari dua saluran, satu di setiap akhir dari exchanger. Aliran cairan lain lurus dalam tabung mengalir. distribusi temperatur Khas untuk dua cairan yang ditunjukkan pada Gambar. 1.57b. Ini pengaturan aliran ditemukan di shell J TEMA

memiliki tabung tunggal lulus.1.6.2

Multipass Exchanger Ketika desain hasil penukar panas baik dalam suatu panjang yang ekstrim, secara signifikan rendah cairan kecepatan, atau

efektivitas rendah (kadang-kadang mungkin kriteria desain lainnya), multi-melewati penukar panas atau beberapa single-pass penukar seri, atau kombinasi keduanya, digunakan. Penukar panas dalam salah satu dari lima pengaturan aliran dasar dari Bagian

1.6.1 dapat dimasukkan ke dalam rangkaian untuk membuat unit multipass

GAMBAR 1,57 (a) Single-pass dibagi-aliran (TEMA J) exchanger dengan shell cairan campuran; (B) shell ideal dan distribusi tabung temperatur fluida.

Page 43: Exchangers persentasi

Crossflow multipass Exchanger 1.6.2.1. Pengaturan ini adalah yang paling umum untuk diperpanjang permukaan penukar; dua atau lebih lewat diletakkan secara seri, dengan masing-masing lulus biasanya memiliki silang, walaupun salah satu dari single-pass pengaturan aliran dasar bisa dipekerjakan. Pengaturan aliran dapat

dikategorikan sebagai (a) rangkaian kopling n melewati atau over-dan-di bawah berlalu, (b) paralel kopling n melewati atau lewat side-by-side, dan (c) kombinasi keduanya atau pengaturan majemuk. Ini ditunjukkan pada

Gambar. 1,58. Setiap modul dalam Gambar. 1,58 bisa berupa lulus individu atau panas individu penukar

GAMBAR 1,58 Contoh penukar multipass: (a) seri kopling atau over-dan-di bawah passpengaturan; (b) kopling atau pengaturan paralel side-by-side lulus (c).kopling majemuk

Page 44: Exchangers persentasi

GAMBAR 1,59 exchanger Dua-pass cross-parallelflow dengan kedua cairan dicampur di seluruh. Untuk cairan tabung dalam kembali pass: (a) identik order; urutan terbalik (b). Kasus (c) dan (d) adalah simbolik representasi

dari kasus (a) dan (b), masing-masing. Dalam kedua kasus (a) dan (b), udara (out-of-cairan tabung) berada di urutan terbalik.

Page 45: Exchangers persentasi

1.6.2.2 multipass Shell-and-Tube Exchanger. Ketika jumlah lewat tube lebih besar dari satu, exchanger shell-dan-tabung dengan salah satu jenis shell TEMA (Kecuali untuk shell F) merupakan penukar multipass. Karena

aliran sisi shell fluida pengaturan adalah unik dengan setiap jenis shell, efektivitas exchanger berbeda untuk setiap shell meskipun jumlah melewati tabung mungkin sama.

Salah satu pengaturan aliran sederhana adalah satu shell lancar dan melewati dua tabung, seperti ditunjukkan pada Gambar. 1,60 menggunakan bundel U-tabung. Sebuah penukar panas dengan pengaturan ini juga hanya

disebut sebagai 1-2 penukar panas konvensional oleh industri dan dalam buku ini, walaupun lebih tepat terminologi akan 1-2 TEMA

Gambar 1.60 (a) 1-2 TEMA E penukar panas (satu shell lulus dan dua melewati tabung); (B) distribusi temperatur yang sesuai.

Page 46: Exchangers persentasi

GAMBAR 1,61 pengaturan multipass Common tabung-sisi di exchanger shell-dan-tabung (untuk menyederhanakan sketsa, tabung tidak ditampilkan dalam penampang exchanger). Zat padat

baris menunjukkan lulus Sirip di header depan; garis putus-putus mewakili lulus Sirip di header belakang (Dari Saunders, 1988).

GAMBAR 1,62 (a) Dua shell pass-pass empat tabung penukar, (b) tiga shell pass-enam tabung pass penukar.

Page 47: Exchangers persentasi

Split-Arus Exchanger, TEMA Shell G. Dalam exchanger ini, ada satu inlet pusat dan satu outlet nozzle pusat dengan baffle longitudinal, seperti ditunjukkan pada

Gambar.1.63a. Khas distribusi temperatur ditunjukkan pada Gambar. 1.63b. Susunan ini digunakan dalam TEMA

Gambar 1.63 (a) 1-2 split aliran (TEMA G) penukar, (b) cairan shell ideal fluida dan tabung suhu distribusi.

GAMBAR 1,64 (a) aliran 1-2 dibagi (TEMA J) exchanger dengan shell cairan campuran; (b) ideal shell cairan dan distribusi tabung fluida suhu.

Page 48: Exchangers persentasi

1.6.2.3 multipass Plate ExchangerPada dasarnya, ini adalah kombinasi parallelflow dan kontra- dengan pengaturan arus perpindahan panas yang

terjadi di saluran yang berdekatan. Salah satu cara umum pelat penukar mengelompokkan dua fluida adalah atas dasar dari jumlah melewati di setiap sisi cairan. pengaturan yang mungkin adalah 1 pass - 1 pass, 2 pass - 1 lewat, dan seterusnya, pengaturan multipass. Biasanya, 1 pass - pass 1 piring penukar memiliki pola melingkar, m pass - pass n pelat penukar memiliki aliran kompleks pengaturan, dan n pass - pass n pelat penukar memiliki

pengaturan aliran seri. bergelung pola yang paling sering digunakan. Pengaturan aliran merupakan murni berlawanan arah / counterflow (walaupun parallelflow murni juga mungkin) dalam single pass

GAMBAR 1,65 tunggal dan multipass pengaturan pelat penukar panas. Melingkar atau single-pass pengaturan: (a) U pengaturan; (b) pengaturan Z. pengaturan multipass: (c) 2 pass - 1 pass, (D) 3 pass - 1 pass, (e) 4 pass - 2 pass, dan (f) arus seri.

Page 49: Exchangers persentasi

1.7 MENURUT KLASIFIKASI MEKANISME TRANSFER PANAS

Mekanisme perpindahan panas dasar yang digunakan untuk transfer energi panas dari fluida di satu sisi penukar ke dinding

(memisahkan cairan di sisi lain) fasa-tunggal konveksi (paksa atau gratis), konveksi dua fasa (kondensasi atau penguapan, oleh

konveksi paksa atau gratis), dan gabungan konveksi dan radiasi perpindahan panas. Salah satu mekanisme individu atau

gabungan bisa aktif di setiap sisi fluida exchanger. Seperti klasifikasi disediakan pada Gambar. 1.1. Beberapa contoh dari

setiap jenis klasifikasi adalah sebagai berikut. Single-fase konveksi terjadi pada kedua sisi exchanger dua-cairan berikut:

otomotif radiator dan ruang penumpang pemanas, regenerator, intercoolers, economizers, dan sebagainya.

Page 50: Exchangers persentasi

THE END