Was ist ein Wendelwärmetauscher?

Der Spiralleitblech-Wärmetauscher basiert auf einer Änderung der Anordnung der Leitbleche auf der Mantelseite, damit die Flüssigkeit auf der Mantelseite eine kontinuierliche Spiralströmung zeigt. Daher sollte die ideale Leitblechanordnung eine kontinuierliche spiralförmige gekrümmte Oberfläche sein. Es ist jedoch schwierig, die spiralförmige gekrümmte Oberfläche zu verarbeiten, und es ist auch schwierig, die Übereinstimmung zwischen dem Wärmeaustauschrohr und dem Leitblech zu erreichen. In Anbetracht der Vereinfachung der Verarbeitung werden eine Reihe fächerförmiger flacher Platten (Spiralleitbleche genannt) verwendet, um die gekrümmte Oberfläche zu ersetzen und sie miteinander zu verbinden. Auf der Mantelseite wird eine annähernd spiralförmige Oberfläche gebildet, damit die Flüssigkeit auf der Mantelseite eine annähernd kontinuierliche Spiralströmung erzeugt. Im Allgemeinen wird aus Verarbeitungsgründen eine Schraubensteigung von 2 bis 4 Leitblechen angenommen. Es gibt zwei Arten kontinuierlicher und versetzter Überlappung zwischen benachbarten Leitblechen. Je nach Strömungskanal kann es in Einzelspiral- und Doppelspiralstrukturen unterteilt werden.

Die häufigste Anwendung des herkömmlichen Wärmetauschers ist die segmentierte Leitplatte . Aufgrund des großen Widerstands und Druckabfalls, der Strömungsstagnationszone und der leichten Skalierung ist der durchschnittliche Temperaturunterschied bei der Wärmeübertragung gering, und die Vibrationsbedingungen können leicht zu Fehlern und anderen Defekten führen. Die idealen spiralförmigen Leitplatten sollten eine durchgehende Spiraloberfläche haben. Aufgrund der Verarbeitungsschwierigkeiten werden bei der aktuellen Verwendung von Leitplatten normalerweise 1/4 Sektoren der Ebene durch die gekrümmte Verbindungsfläche ersetzt, wodurch eine annähernd spiralförmige Oberfläche entsteht. Während des Fließens befindet sich die Flüssigkeit in einem Zustand annähernd spiralförmiger Strömung. Unter denselben Betriebsbedingungen kann die Leitplatte (die als nicht durchgehende spiralförmige Leitplatte bezeichnet wird) den Druckabfall um etwa 45 % reduzieren und den Gesamtwärmeübertragungskoeffizienten um 30 bis 20 % erhöhen, was bei gleicher Wärmelast eine erhebliche Reduzierung ermöglicht.

Röhrenmantel-Wärmetauscher haben den Vorteil, dass sie leicht zu reinigen sind und spielen daher eine wichtige Rolle in den Bereichen Erdöl, Chemie, Ölraffination und Kernenergienutzung. Da sich die Fließrichtung der Flüssigkeit auf der Mantelseite häufig ändert und es zu Leckagen und anderen Phänomenen kommt, stellen die Strömung auf der Mantelseite und die Wärmeübertragung den Engpass des Wärmetauschers dar. Der bogenförmig gefaltete Plattenwärmetauscher ist der am häufigsten verwendete herkömmliche Röhrenmantel-Wärmetauscher, hat jedoch Nachteile: Der Druckabfall entlang des Weges ist größer; es gibt strömungstote Zonen in der Nähe der Strömung und Leckagen, die leicht verschmutzen; eine hohe Strömungsgeschwindigkeit führt zu Vibrationen der Wärmetauschrohre, was die Lebensdauer verkürzt. Angesichts der Nachteile der Strömung auf der Mantelseite wurde das Konzept eines Wärmetauschers mit spiralförmigen Prallplatten (Abbildung) vorgeschlagen und Anfang der 1990er Jahre von ABB eine Reihe von Produkten entwickelt, die in der praktischen Anwendung gute Ergebnisse erzielten, insbesondere bei Flüssigkeiten mit hoher Viskosität.

Segmentierte Schallwand