Giới thiệu về tấm trao đổi nhiệt: Cơ chế hoạt động, đặc điểm phân loại

Tấm trao đổi nhiệt là một thành phần quan trọng trong các hệ thống truyền nhiệt công nghiệp, được sử dụng để chuyển đổi nhiệt độ giữa các lưu chất mà không cần tiếp xúc trực tiếp. Cơ chế hoạt động, và đặc điểm nổi bật của tấm trao đổi nhiệt là gì? Xin mời bạn đọc tìm hiểu bài viết dưới đây!

Cơ chế hoạt động của tấm trao đổi nhiệt

Cơ chế hoạt động của tấm trao đổi nhiệt phụ thuộc vào nguyên lý truyền nhiệt giữa hai môi chất có nhiệt độ khác nhau. Dưới đây là các yếu tố cơ bản của cơ chế hoạt động của tấm trao đổi nhiệt:

Bề mặt tiếp xúc: Tấm trao đổi nhiệt thường có bề mặt tiếp xúc lớn giữa hai môi chất. Bề mặt lớn này tạo điều kiện cho truyền nhiệt hiệu quả hơn giữa chất lỏng hoặc hơi trên một bề mặt và chất lỏng hoặc hơi khác trên bề mặt kia.

Dòng chảy của chất lỏng và hơi: Dòng chảy của chất lỏng và hơi qua các kênh trao đổi nhiệt quyết định tốc độ truyền nhiệt. Dòng chảy này tạo ra một lớp mỏng của chất lỏng hoặc hơi trên bề mặt của tấm trao đổi nhiệt, tăng cường sự tiếp xúc và truyền nhiệt giữa hai môi chất.

Sự tiếp xúc giữa hai môi chất: Sự tiếp xúc giữa hai môi chất là yếu tố chính quyết định hiệu suất truyền nhiệt. Quá trình truyền nhiệt xảy ra thông qua sự chuyển động của các phân tử trong chất lỏng hoặc hơi, khi chúng tiếp xúc với bề mặt của tấm trao đổi nhiệt.

Kết hợp những yếu tố trên, cơ chế hoạt động của tấm trao đổi nhiệt là cải thiện hiệu suất truyền nhiệt bằng cách tăng diện tích tiếp xúc và tạo điều kiện cho sự tiếp xúc và truyền nhiệt hiệu quả giữa hai môi chất. Điều này giúp cân bằng nhiệt độ giữa hai môi chất và tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống trao đổi nhiệt.

Các loại tấm trao đổi nhiệt cơ bản

Các loại tấm trao đổi nhiệt cơ bản được phân loại theo cấu trúc và tính năng chức năng của chúng:

Tấm có cấu trúc gây dòng chảy rối:

Cấu trúc này tạo ra dòng chảy rối, giúp tăng diện tích tiếp xúc và hiệu suất truyền nhiệt. Thông thường, các tấm này có các cánh gấp và hình dạng đặc biệt để tạo ra dòng chảy turbulen.

Các tấm có cấu trúc gây dòng chảy rối được thiết kế để tạo ra dòng chảy turbulen trong dòng chất lỏng, giúp tăng diện tích tiếp xúc giữa chất lỏng và bề mặt của tấm trao đổi nhiệt. Cấu trúc này thúc đẩy quá trình truyền nhiệt bằng cách tăng tốc độ trao đổi nhiệt giữa hai chất lỏng.

Các đặc điểm của tấm có cấu trúc gây dòng chảy rối bao gồm:

 - Các tấm được thiết kế với các cánh gấp hoặc rãnh gợn để tạo ra turbulences trong dòng chất lỏng.

 - Cấu trúc của tấm được thiết kế để tối đa hóa hiệu quả của dòng chảy turbulen, thường bằng cách tạo ra các hình dạng đặc biệt như sóng, rãnh, hoặc gợn sóng.

 - Dòng chảy turbulen tạo ra một môi trường tiếp xúc tốt hơn giữa chất lỏng và bề mặt trao đổi nhiệt, tăng diện tích tiếp xúc và hiệu suất truyền nhiệt.

 - Các tấm có cấu trúc gây dòng chảy rối thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu hiệu suất truyền nhiệt cao, như hệ thống làm mát và làm nóng trong ngành công nghiệp hoá chất, thực phẩm, và năng lượng.

Tấm dạng băng tải:

Cấu trúc này giống như một băng tải, với các tấm di chuyển qua vài dòng chảy của chất lỏng hoặc khí. Điều này tạo ra một diện tích tiếp xúc lớn và đồng đều giữa hai pha để truyền nhiệt.

Tấm trao đổi nhiệt dạng băng tải hoạt động giống như một băng chuyền, trong đó các tấm được di chuyển qua các dòng chất lỏng hoặc khí. Cấu trúc này tạo ra một diện tích tiếp xúc lớn và đồng đều giữa hai pha để truyền nhiệt hiệu quả.

Dưới đây là một số đặc điểm của tấm dạng băng tải:

 - Các tấm trao đổi nhiệt được gắn trên một hệ thống băng tải hoặc dây chuyền, chúng di chuyển qua dòng chất lỏng hoặc khí để truyền nhiệt.

 - Do các tấm trao đổi nhiệt được sắp xếp trên bề mặt của băng tải, nên tạo ra một diện tích tiếp xúc lớn giữa chất lỏng hoặc khí và bề mặt trao đổi nhiệt.

 - Việc di chuyển liên tục của các tấm trao đổi nhiệt qua dòng chất lỏng hoặc khí giúp truyền nhiệt đồng đều và hiệu quả.

 - Tấm trao đổi nhiệt dạng băng tải thường được áp dụng trong các ứng dụng cần truyền nhiệt một cách liên tục và đồng đều, như trong quá trình làm lạnh, làm nóng, hoặc làm sạch trong ngành công nghiệp thực phẩm, hóa chất, và quy trình sản xuất.

Tấm dạng lưới:

Cấu trúc này gồm các tấm lưới hoặc sợi được xếp chồng lên nhau để tạo ra một mạng lưới. Các lỗ trống giữa các sợi tạo ra dòng chảy và diện tích tiếp xúc lớn giữa hai pha.

Tấm trao đổi nhiệt dạng lưới được cấu tạo từ các tấm lưới hoặc sợi được xếp chồng lên nhau để tạo ra một mạng lưới. Cấu trúc này tạo ra các lỗ trống giữa các sợi, tạo điều kiện cho dòng chảy của chất lỏng hoặc khí, cũng như tăng diện tích tiếp xúc giữa hai pha để truyền nhiệt.

Dưới đây là một số đặc điểm của tấm trao đổi nhiệt dạng lưới:

 - Các tấm được tạo ra từ các sợi hoặc lưới kim loại được xếp chồng lên nhau, tạo thành một mạng lưới rỗng.

 - Cấu trúc lưới tạo ra các lỗ trống giữa các sợi, tăng diện tích tiếp xúc giữa chất lỏng hoặc khí và bề mặt trao đổi nhiệt.

 - Cấu trúc lưới tạo ra dòng chảy turbulen, giúp tăng hiệu suất truyền nhiệt.

Tấm trao đổi nhiệt dạng lưới thường được sử dụng trong các ứng dụng cần hiệu suất truyền nhiệt cao và dòng chảy turbulen, như trong quá trình làm mát và làm nóng trong ngành công nghiệp hóa chất, xử lý nước, và nhiều ứng dụng khác.

Tấm phẳng hay tấm tạo kênh:

Cấu trúc này bao gồm các tấm phẳng hoặc tấm có kênh tạo ra từ việc gấp hoặc uốn cong. Các kênh này tạo ra dòng chảy chuyển động và diện tích tiếp xúc để truyền nhiệt.

Tấm trao đổi nhiệt dạng phẳng hoặc tạo kênh là một trong những cấu trúc phổ biến trong thiết bị trao đổi nhiệt. Dưới đây là một số đặc điểm của loại tấm này:

 - Các tấm có thể được thiết kế phẳng hoặc có kênh, được tạo ra từ việc gấp hoặc uốn cong. Cấu trúc này tạo ra các kênh chuyển động cho chất lỏng hoặc khí.

 - Các kênh được thiết kế để tạo ra dòng chảy chuyển động, tăng hiệu suất truyền nhiệt thông qua sự tăng cường của dòng chảy turbulen

 - Cấu trúc phẳng hoặc tạo kênh tạo ra một diện tích tiếp xúc lớn giữa hai pha, tối đa hóa khả năng truyền nhiệt.

Tấm trao đổi nhiệt dạng phẳng hoặc tạo kênh thường được sử dụng trong các ứng dụng như làm mát, làm nóng và chưng cất trong ngành công nghiệp hóa chất, thực phẩm, và nhiều ứng dụng khác đòi hỏi hiệu suất truyền nhiệt cao và kích thước nhỏ gọn.

Đặc điểm của tấm trao đổi nhiệt

Tấm trao đổi nhiệt có các đặc điểm chính sau:

 - Thiết bị này được cấu thành từ các tấm phẳng hoặc tấm có kênh, được bố trí song song với nhau để tạo thành các khe hẹp giữa chúng.

 - Môi chất làm việc chuyển động qua các khe hẹp giữa các tấm. Các khe hẹp này được thiết kế để tạo ra một màng mỏng của môi chất, tăng cường hiệu suất truyền nhiệt.

 - Do môi chất chuyển động dưới dạng màng mỏng trong các khe hẹp, thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm thường có hiệu suất truyền nhiệt cao.

 - Thiết bị này có cấu trúc gọn và nhẹ do sử dụng các tấm phẳng hoặc tấm có kênh, giúp giảm chi phí vận chuyển và lắp đặt.

 - Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm có thể được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau như hóa chất, dầu khí, thực phẩm, và nhiều ứng dụng công nghiệp khác.

Như vậy, thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm mang lại các lợi ích về hiệu suất, kích thước và đa dạng ứng dụng, là lựa chọn phổ biến cho nhiều ứng dụng công nghiệp.

Trên đây là giới thiệu về tấm trao đổi nhiệt. Quý khách hàng có nhu cầu mua thiết bị trao đổi nhiệt hãy liên hệ với chúng tôi để được tư vấn. Địa chỉ công ty: HeX Boiler - CÔNG TY TNHH NĂNG LƯỢNG NHIỆT BÁCH KHOA. Địa chỉ: Số 268B, Quốc Lộ 2, Khu 2, Xã Phù Lỗ, Huyện Sóc Sơn, Tp Hà Nội. Hotline: 0917 754 059. Email: info@hexboiler.com