Què és l'intercanviador de calor de superfície raspada?
Intercanviador de calor de superfície raspada: principi, aplicació i desenvolupament futur
L'intercanviador de calor de superfície raspada és una mena d'equip d'intercanvi de calor eficient, que té un paper important en la indústria alimentària, química, farmacèutica i altres. Mitjançant l'estructura mecànica i el mode de funcionament únics, aquest tipus d'intercanviador de calor resol el problema de l'intercanviador de calor tradicional per tractar materials d'alta viscositat i fàcils d'escalar. Aquest article analitzarà de manera exhaustiva l'intercanviador de calor rascador, un important equip industrial, des dels aspectes del principi de funcionament, les característiques estructurals, els camps d'aplicació i les tendències de desenvolupament futures.
En primer lloc, el principi de funcionament i l'estructura de l'intercanviador de calor de superfície raspada
El principi de funcionament bàsic de l'intercanviador de calor de superfície raspada és raspar contínuament la superfície d'intercanvi de calor girant el rascador per aconseguir una transferència de calor eficient. L'estructura bàsica inclou el cos de l'intercanviador de calor cilíndric, l'eix giratori, el conjunt del rascador, el dispositiu de conducció i el sistema de segellat. El cos de l'intercanviador de calor sol ser una estructura de doble capa i el medi de calefacció o refrigeració es passa al mig. L'eix giratori està equipat amb una pluralitat de raspadors, que es troben a prop de la paret interior del cilindre sota l'acció de la força centrífuga i raspen contínuament la superfície de transferència de calor amb la rotació de l'eix.
Durant el procés de treball, el material a tractar entra a l'intercanviador de calor des de la part superior i flueix per la paret interior del cilindre sota l'acció de la gravetat. El rascador giratori no només té el paper de barrejar, sinó que, el que és més important, actualitza constantment la pel·lícula de material a la superfície de transferència de calor per evitar que el material es coqui o s'escalfi a la superfície d'alta temperatura. Aquest mecanisme dinàmic de renovació de la pel·lícula permet als intercanviadors de calor de superfície raspada aconseguir una eficiència de transferència de calor extremadament alta, sovint fins a 3-5 vegades la dels intercanviadors de calor convencionals.
El component clau de l'intercanviador de calor de superfície raspada és el sistema de raspador, el disseny del qual afecta directament el rendiment de l'equip. Els intercanviadors de calor de superfície raspada moderns utilitzen principalment un rascador ajustable, mitjançant la molla o la força centrífuga per ajustar la pressió de contacte entre el rascador i la paret del cilindre, no només per garantir un bon efecte de raspat, sinó també per evitar un desgast excessiu. El sistema de segellat també és una part important, tant per evitar fuites de material, com també per garantir el bon funcionament de l'eix giratori.
En segon lloc, els avantatges i limitacions tècniques de l'intercanviador de calor de superfície raspada
L'avantatge més important d'un intercanviador de calor rascador és la seva capacitat per manejar materials altament viscosos i sensibles a la calor. En el camp del processament d'aliments, com la producció de margarina de pasta de full, xocolata, melmelada, formatge i altres productes, l'intercanviador de calor tradicional és difícil de complir els requisits del procés i l'intercanviador de calor rascador pot resoldre perfectament aquests problemes. El seu coeficient de transferència de calor pot arribar a 2000-5000 W/(m²·K), molt més alt que l'intercanviador de calor de carcassa i tub normal.
Quan es tracta de materials que són fàcils d'escalar, els avantatges de l'intercanviador de calor rascador són més evidents. A la indústria petroquímica, el petroli pesat, l'asfalt i altres materials són fàcils de coquejar a la superfície de transferència de calor durant el procés d'escalfament, i els intercanviadors de calor tradicionals necessiten temps d'inactivitat freqüents per a la neteja. L'intercanviador de calor de raspador mitjançant l'efecte de raspat continu, prevé eficaçment el fenomen de cocització, allarga molt el temps de funcionament continu.
Tanmateix, els intercanviadors de calor de superfície raspada també tenen algunes limitacions. El primer és l'alt cost de l'equip, a causa de la seva complexa estructura mecànica i els requisits de processament de precisió, la inversió inicial és molt més gran que els intercanviadors de calor normals. En segon lloc, el cost de manteniment és més elevat i el rascador i el segell són peces vulnerables i s'han de substituir regularment. A més, quan es tracta de materials de baixa viscositat, els seus avantatges no són evidents, però poden augmentar el consum d'energia a causa de la mescla mecànica.
En tercer lloc, el camp d'aplicació i el desenvolupament futur de l'intercanviador de calor de superfície raspada
A la indústria alimentària, els intercanviadors de calor de superfície raspada s'utilitzen àmpliament en el tremp de la xocolata, l'esterilització de melmelada, la cristal·lització de la mantega i altres processos. Per exemple, en la producció de xocolata, el material s'ha de controlar amb precisió dins d'un rang de temperatura específic per al tractament de control de temperatura, i l'intercanviador de calor rascador pot aconseguir un control precís de la temperatura i un intercanvi de calor uniforme per garantir la qualitat del producte.
En el camp de la indústria química, els intercanviadors de calor de superfície raspada s'utilitzen principalment en la producció de polímers, l'escalfament d'oli pesat i altres processos. En la producció de polímers, la viscositat del material canvia amb el procés de reacció, que és difícil d'adaptar a l'intercanviador de calor tradicional, però l'intercanviador de calor rascador sempre pot mantenir una transferència de calor eficient. En el procés de refinació del petroli, l'intercanviador de calor rascador s'utilitza per escalfar petroli pesat, asfalt i altres materials, cosa que resol el problema de la cocització.
En el futur, el desenvolupament d'intercanviadors de calor de superfície raspada es desenvoluparà en la direcció de la intel·ligència, l'alta eficiència i la multifunció. Pel que fa a la intel·ligència, s'integraran més sensors i sistemes de control per aconseguir un seguiment en temps real i un ajust automàtic dels paràmetres de funcionament. El desenvolupament de la ciència dels materials aportarà nous materials més resistents al desgast i a la corrosió i allargarà la vida útil dels equips. A més, el disseny modular es convertirà en una tendència per facilitar el manteniment i l'actualització dels equips.
Com a equip d'intercanvi de calor eficient, l'intercanviador de calor rascador té un paper insubstituïble en la producció industrial moderna. Amb el continu progrés de la tecnologia, el seu camp d'aplicació s'ampliarà encara més i el seu rendiment seguirà millorant. En el futur, l'intercanviador de calor rascador contribuirà més a l'estalvi d'energia i a la reducció d'emissions, millorarà l'eficiència de la producció i oferirà un fort suport per al desenvolupament sostenible de la producció industrial.
Hora de publicació: 26-feb-2025