Pikka aega arvati, et spiraalse uime disain on ainus võimalus kasutamiseks keskkondades, mis nõuavad raskeid materjale, pikka eluiga ja üldist vastupidavust. Arvati, et plaadiribi poolid on paljude tööstuslike rakenduste karmide tingimuste jaoks liiga haprad. Kuid viimastel aastakümnetel on üha tavalisem näha plaatsoojusvahetiid, mida kasutatakse tööstuslikes rakendustes.
See ei tähenda, et plaadiribi poolid on spiraalribi asendanud. Endiselt on palju rakendusi, kus spiraalsed ribirullid on parim valik, kuid uued protsessid, mis võimaldavad selliseid asju nagu raskemad ribide mõõtmed, on tähendanud, et plaatribide valikud on muutunud populaarsemaks rakendustes, kus varem oleks kaalutud ainult spiraalseid uimekonstruktsioone.
Selles postituses käsitleme mõlemat tüüpi soojusvahetiid – mõningaid üksikasju nende ehituse kohta ja kummagi eeliseid.
Plaadiuim
Plaatsoojusvahetisse sisestatakse torud läbi metalliliste "ribide" seeria. Nende ribide valmistamisel kasutatakse pidevat (0,004–0,032”) metallist (näiteks vasest või alumiiniumist) rulli, mis juhitakse läbi pressi, mis teeb torude jaoks augud ja lõikab lehe sobivaks. Selle saavutamiseks kasutavad pressid mitut erinevat tüüpi stantse, mis võimaldavad erinevat konfiguratsiooni ribide kohta tolli kohta (FPI), torude vahekaugust ja toru läbimõõtu.
Seejärel sisestatakse torud läbi uimede. Seejärel laiendatakse torusid, et moodustada ribipakis kindel side, et maksimeerida soojusülekannet torude ja ribide vahel. Seda saab teha kas mehaanilise protsessi või survestatud vee abil.
Eelised
1. Erinevad materjalivalikud: plaatribide rullides saab ribi valmistada mis tahes arvust materjalidest. Mõned populaarsed näited on vask, alumiinium, süsinikteras ja roostevaba teras, kusjuures sellised materjalid nagu vask-nikkel on vähem levinud, kuid mitte ennekuulmatud.
2. Erinevad ribipinna konfiguratsioonivõimalused: Uimede valmistamiseks saab kasutada mitmesuguseid mustreid ja täiustusi, mis muu hulgas suurendavad õhu turbulentsi või muudavad spiraali puhastamise lihtsamaks. Mõned populaarsed uimepinnad on:
Lame uim
Gofreeritud fin
Siinuslaine uim
Tõstetud uim
Restidega uim
3. Soojusülekande jõudlus: plaadiribide poolid võivad suurema sekundaarse pinna tõttu tagada parema soojusülekandeteguri õhupoolel kui spiraalselt mähitud ribidega, mis tähendab, et energia kandub läbi mähise tõhusamalt.
4. Uimede tiheduse varieeruvus: plaatsoojusvahetite konstruktsioon võimaldab kasutada laia valikut ribide tihedusi, tüüpilise vahemikuga 1 kuni 25 FPI. Standardsete spiraalselt mähitud ribidega poolid kipuvad selles piirkonnas olema piiratumad, tüüpiline vahemik on 4–13 FPI, kuid mõned väga madala ribi kõrgusega spiraalselt mähitud ribid võivad saavutada palju suurema FPI.
Spiraaluim
Spiraalselt mähitud uimed, mida nimetatakse ka spiraalseks uimedeks, on sisuliselt just sellised – toru ümber mähitud spiraalikujuline uimed. Erinevalt plaatribide konstruktsioonidest, mis hõlmavad mitut toru, mis läbivad ühist uime, hõlmavad spiraalselt mähitud uimed iga toru kogu pikkuses spiraalsete uimedega.
Eelised
1. Lihtsa asendamise potentsiaal: erinevalt plaadiribide konstruktsioonidest, kus üksikute komponentide eemaldamine ja asendamine võib olla vähem ökonoomne kui kogu mähise asendamine, võimaldavad teatud spiraaliga mähitud konstruktsioonid torusid kergesti välja vahetada, kui need saavad kahjustatud.
2. Väga hea ribi-toru kontakt ja side (eriti sisseehitatud ribi meetodi kasutamisel): Spiraalselt mähitud ribidega toru valmistamiseks kasutatakse mõnda erinevat meetodit. Sisseehitatud ribi meetod loob parima ribi ja toru sideme ning seda saab kasutada kõrgematel temperatuuridel, samas kui servakeeramise ja L-jala valikud sobivad paremini madalama temperatuuriga rakenduste jaoks.
• Serva kerimine – torule keritakse risti uimematerjali riba, luues toru pikkuses pideva spiraalse ribi. Uim ja toru on ühendatud pingega.
• Wrap-on ehk “L” jalaga – uimematerjalist riba kantakse torule nii, et osa uimeribast paindub 90°, jääb toruga paralleelselt alla, tekitades “jala”. See jalg suurendab uime kontaktpinda toruga, pakkudes täiendavat soojusülekannet. See meetod tugineb ka pingutussidemele.
• Sisseehitatud: selle meetodi puhul küntakse toru pinnale soon ja uimeriba keritakse soonde sisse. Soone servad lükatakse üle uime serva alla tagasi, et ribi oma kohale lukustada. See meetod ühendab toru materjali uimega, mis säilib isegi kõrge temperatuuriga rakendustes.
3. Rohkem materjalivalikuid kõrgetel temperatuuridel: 400–700 °F õhutemperatuuri puhul on võimalik kasutada alumiiniumist ja terasest spiraalselt mähitud ribisid, samal ajal kui sellistel temperatuuridel töötamisel tuleb plaatribide mähised valmistada terasribidest ja torudest.
