+86-510-88156399
U-Tube ve Shell Isı Eşanjörlerinin tedarikçisi olarak etkili performans testi yöntemlerini anlamak ve uygulamak çok önemlidir. Bu ısı eşanjörleri, kimyasal işlemlerden enerji üretimine kadar çok sayıda endüstriyel uygulamada hayati bir rol oynamaktadır. Optimum performanslarının sağlanması yalnızca verimli çalışmayı garanti etmekle kalmaz, aynı zamanda ekipmanın ömrünü de uzatır. Bu blog yazısında U-Tube ve Shell Isı Eşanjörleri için çeşitli performans testi yöntemlerini inceleyeceğiz.
1. Termal Performans Testi
Isı Transfer Katsayısı Ölçümü
Isı transfer katsayısı, bir ısı değiştiricinin termal performansını değerlendirmede önemli bir parametredir. Birim alan başına iki akışkan (kabuk tarafı ve boru tarafı) arasındaki ısı transfer hızını ve sıcaklık farkını temsil eder. Isı transfer katsayısını ölçmek için öncelikle her iki akışkanın giriş ve çıkış sıcaklıklarını ve akış hızlarını doğru bir şekilde ölçmemiz gerekir.
Sıcaklıkları ölçmek için termokupllar kullanabiliriz. Bunlar, kabuk ve boru taraflarının giriş ve çıkışlarında iyi tanımlanmış konumlara monte edilmelidir. Akış hızı ölçümü için akışkanın yapısına (viskozite, iletkenlik vb.) bağlı olarak orifis ölçer, türbin akış ölçer veya manyetik akış ölçer gibi akış ölçerler kullanılabilir.
Sıcaklık ve akış hızı verileri toplandıktan sonra, her bir akışkan için aşağıdaki formülü kullanarak ısı transfer hızını (Q) hesaplayabiliriz:
$Q = m\times c_p\times\Delta T$
burada $m$ kütle akış hızıdır, $c_p$ akışkanın özgül ısı kapasitesidir ve $\Delta T$ akışkanın girişi ve çıkışı arasındaki sıcaklık farkıdır.
Genel ısı transfer katsayısı (U) daha sonra aşağıdaki denklem kullanılarak hesaplanabilir:
$Q = U\times A\times\Delta T_{lm}$
burada $A$ ısı transfer alanıdır ve $\Delta T_{lm}$ log - ortalama sıcaklık farkıdır.
Günlük - Ortalama Sıcaklık Farkı (LMTD) Hesaplaması
LMTD, ısı değiştirici performansında çok önemli bir faktördür. Isı değiştiricinin uzunluğu boyunca doğrusal olmayan sıcaklık değişimini hesaba katar. LMTD'nin formülü şöyledir:
$\Delta T_{lm}=\frac{\Delta T_1-\Delta T_2}{\ln(\frac{\Delta T_1}{\Delta T_2})}$
burada $\Delta T_1$ ve $\Delta T_2$, ısı değiştiricinin iki ucundaki sıcak ve soğuk akışkanlar arasındaki sıcaklık farklarıdır.
Hesaplanan LMTD'yi tasarım koşullarına dayalı teorik değerle karşılaştırarak, ısı değiştiricinin termal olarak ne kadar iyi performans gösterdiğini değerlendirebiliriz. Önemli bir sapma varsa bu durum kirlenme, hatalı akış dağılımı veya ısı eşanjörü bileşenlerinde arıza gibi sorunlara işaret edebilir.
2. Basınç Düşüşü Testi
Kabuk - Yan Basınç Düşüşü
Kabuk tarafındaki basınç düşüşü önemli bir performans göstergesidir. Aşırı basınç düşüşü, pompalama gücü gereksinimlerinin artmasına ve genel sistem verimliliğinin azalmasına neden olabilir. Kabuk tarafındaki basınç düşüşünü ölçmek için, kabuğun girişine ve çıkışına basınç sensörleri takılır.
Basınç düşüşü, kabuk tarafındaki sıvının akış hızı, kabuğun geometrisi (saptırma plakalarının sayısı, bölme aralığı vb. dahil) ve sıvının viskozitesi gibi faktörlerden etkilenir. Kabuk tarafı basınç düşüşündeki ani bir artış, kabuk tarafında kirlenmeye, akış yolunda kısmi tıkanmaya veya yanlış saptırma plakası tasarımına işaret edebilir.
Boru - Yan Basınç Düşüşü
Kabuk tarafındakine benzer şekilde, boru tarafındaki basınç düşüşü, boru giriş ve çıkışlarındaki basınç sensörleri kullanılarak ölçülür. Boru tarafındaki basınç düşüşü boru çapından, boru uzunluğundan, boru sayısından, boru tarafındaki sıvının akış hızından ve boru iç yüzeyinin pürüzlülüğünden etkilenir.
Boru tarafı basınç düşüşünün yüksek olması, akış hızının azalması, pompalarda kavitasyon ve borularda olası hasar gibi sorunlara neden olabilir. Boru tarafındaki basınç düşüşünü izleyerek boru kirlenmesi, boru tıkanması veya yanlış boru hidroliği gibi sorunları tespit edebiliriz.
3. Sızıntı Testi
Helyum Kütle Spektrometresi Testi
Bu, U - Borulu ve Shell Isı Eşanjöründeki en küçük sızıntıları bile tespit etmek için oldukça hassas bir yöntemdir. Isı eşanjörü ilk önce vakum oluşturmak için boşaltılır. Daha sonra helyum gazı bir taraftan (kabuk tarafından veya tüp tarafından) verilir. Diğer tarafta herhangi bir helyum sızıntısını tespit etmek için bir kütle spektrometresi kullanılır.
Helyumun seçilmesinin nedeni, küçük bir molekül olması ve küçük çatlaklardan veya gözeneklerden kolaylıkla nüfuz edebilmesidir. Bu yöntem özellikle proses sıvılarının tehlikeli veya pahalı olduğu ve küçük bir sızıntının bile ciddi sonuçlara yol açabileceği uygulamalar için kullanışlıdır.
Basınç Kaybı Testi
Basınç düşüşü testinde, ısı eşanjörüne belirli bir basınca kadar basınç uygulanır ve ardından basınç kaynağından izole edilir. Basınç belirli bir süre boyunca izlenir. Sızıntı varsa basınç yavaş yavaş azalacaktır.
Sızıntının boyutunu tahmin etmek için basınç düşüş oranı kullanılır. Bu yöntem nispeten basit ve uygun maliyetlidir ancak çok küçük sızıntılar için helyum kütle spektrometresi testi kadar hassas olmayabilir.
4. Akış Dağıtım Testi
İzleyici Testi
İzleyici testi, ısı değiştirici içindeki akış dağılımını değerlendirmek için kullanılır. Girişteki sıvıya boya veya radyoaktif izotop gibi bir izleyici madde enjekte edilir. Daha sonra izleyicinin konsantrasyonunu ölçmek için çıkış boyunca çeşitli noktalardan numuneler alınır.
Akış eşit şekilde dağıtılırsa izleyici konsantrasyonu çıkışta nispeten eşit olmalıdır. Düzensiz izleyici konsantrasyonu, eşit olmayan akış dağılımını gösterir ve bu da ısı transfer verimliliğinin azalmasına neden olabilir. Bunun nedeni uygun olmayan bölme tasarımı, boru tıkanması veya hatalı giriş ve çıkış konfigürasyonları gibi faktörler olabilir.
Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (CFD) Simülasyonu
CFD simülasyonu, bir ısı değiştiricideki akış dağılımını tahmin etmek ve analiz etmek için güçlü bir araçtır. Isı değiştiricinin 3 boyutlu modelini oluşturarak ve akışkan özelliklerini, sınır koşullarını ve akış hızlarını tanımlayarak, ısı değiştirici içindeki akışkan akışını simüle edebiliriz.
Simülasyon sonuçları hız profilleri, basınç dağılımları ve akış modelleri hakkında ayrıntılı bilgi sağlayabilir. Bu, zayıf akışlı alanları, devridaim bölgelerini veya yüksek kayma gerilimine sahip bölgeleri belirlememize olanak tanır. CFD sonuçlarına dayanarak, akış dağılımını iyileştirmek için ısı eşanjörünün tasarımını optimize edebiliriz.
Çözüm
Sonuç olarak, U - Borulu ve Kabuk Isı Eşanjörleri için kapsamlı bir performans testi programı, bunların verimli ve güvenilir çalışmasını sağlamak için gereklidir. Termal performans testi, basınç düşüşü testi, sızıntı testi ve akış dağıtım testinin tümü, bu ısı eşanjörlerinin performansının değerlendirilmesinde önemli rol oynar.
U - Borulu ve Kabuk Isı Eşanjörlerinin lider tedarikçisi olarak, yüksek kaliteli ürünler sunmaya kararlıyız. Isı eşanjörlerimiz gibiAlaşımlı Çelik Borulu EşanjörVeHidrolik Yağ Soğutucusu, VeAraba İçin Yağ Soğutucuen yüksek endüstri standartlarını karşılayacak şekilde tasarlanmış ve test edilmiştir.
U - Borulu ve Kabuk Isı Eşanjörleri pazarındaysanız veya performans testi yöntemlerimiz hakkında daha fazla bilgiye ihtiyacınız varsa, satın alma görüşmeleri için ekibimizle iletişime geçmenizi öneririz. Uzmanlarımız, özel uygulamanız için en iyi ısı eşanjörü çözümünü bulmanızda size yardımcı olmaktan mutluluk duyacaktır.
