Дуго се сматрало да је спирални дизајн пераја једина опција за употребу у окружењима која захтевају тешке материјале, дуг животни век и општу чврстоћу. Сматрало се да су намотаји плочастих пераја превише крхки за ригорозност многих индустријских примена. Али током последњих неколико деценија, постало је све чешће видети измењиваче топлоте у стилу плочастих пераја који се користе у индустријским применама.
То не значи да су завојнице плочастих пераја замениле спирално перо. Још увек постоји безброј апликација у којима су спиралне спирале најбоља опција, али нови процеси који омогућавају ствари као што су тежи мерачи ребара су значили да су опције плочастих ребара постале популарније за апликације где су се раније разматрале само спиралне конструкције ребара.
У овом посту ћемо разговарати о оба типа измењивача топлоте - неким детаљима о томе како су конструисани и предностима сваког од њих.
Плате фин
У размењивачу топлоте са плочастим ребрима, цеви се убацују кроз низ металних „ребара“. Ова ребра се праве коришћењем непрекидног ролне од (0,004” до 0,032”) метала – бакра или алуминијума, на пример – који се убацује кроз пресу која буши рупе за цеви и сече лим на величину. Да би се ово постигло, пресе користе неколико различитих типова калупа, које омогућавају променљиве конфигурације ребара по инчу (ФПИ), размака између цеви и пречника цеви.
Затим се цеви убацују кроз пераје. Затим се цеви проширују како би се формирала сигурна веза унутар пакета пераја како би се максимизирао пренос топлоте између цеви и ребара. Ово се може постићи било механичким процесом или употребом воде под притиском.
Предности
1. Разноврсне опције материјала: У плочастим калемовима ребара, ребра се могу направити од било ког броја материјала. Неки популарни примери су бакар, алуминијум, угљенични челик и нерђајући челик, а материјали попут бакра-никла су мање уобичајени, али не и нечувени.
2. Разноврсне могућности конфигурације површине пераја: Ребра се могу направити коришћењем разних шаблона и побољшања која чине ствари као што су повећање турбуленције ваздуха или олакшавање завојнице за чишћење, између осталих функција. Неке популарне површине пераја су:
Флат фин
Валовита пераја
Пераје синусног таласа
Пераје подигнуте копља
Лоуверед фин
3. Перформансе преноса топлоте: Плочасти калемови би могли да обезбеде бољи коефицијент преноса топлоте на страни ваздуха од оног који пружају спирално умотана ребра због веће секундарне површине, што значи да се енергија преноси кроз калем ефикасније.
4. Променљивост густине ребара: Дизајн размењивача топлоте са плочастим ребрима омогућава широк спектар густина ребара, са типичним опсегом од 1 до 25 ФПИ. Намотаји са стандардним спирално омотаним перајима имају тенденцију да буду ограниченији у овој области, са 4 до 13 ФПИ који је типичан опсег, али нека спирално умотана пераја са веома малим висинама пераја могу постићи далеко већи ФПИ.
Спирал Фин
Такође се назива спирални дизајн пераја, спирално умотане пераје су у суштини управо то - пераје у облику спирале омотане око цеви. За разлику од дизајна плочастих пераја, који укључују више цеви које пролазе кроз заједничко пераје, спирално умотана пераја подразумевају да је свака цев окружена спиралним перајима целом дужином.
Предности
1. Потенцијал за лаку замену: За разлику од дизајна плочастих пераја, где уклањање и замена појединачних компоненти може бити мање економично од замене целог намотаја, одређени спирално умотани дизајни омогућавају да се цеви лако замене ако се неко оштети.
2. Веома добар контакт и веза између пераја и цеви (посебно када се користи метод уграђеног ребра): Постоји неколико различитих метода које се користе за прављење спирално умотане ребрасте цеви. Метода уграђеног пераја ствара најбољу везу између пераја и цеви и може се користити на вишим температурама, док су опције са намотаним ивицама и Л-стопицама боље прилагођене за апликације на нижим температурама.
• Намотана ивица – трака материјала за пераје је намотана на цев у окомитој оријентацији, стварајући континуирано спирално перо дуж дужине цеви. Пераје и цев су спојени затезањем.
• Омотана или „Л“-фоод – трака од материјала за пераје се наноси на цев на такав начин да део траке пераја савијен за 90° лежи паралелно са цеви, стварајући „стопу“. Ова стопа повећава површину контакта пераја са цевчицом, обезбеђујући додатни пренос топлоте. Ова метода се такође ослања на затегнуту везу.
• Ембеддед: За ову методу, жлеб се заора на површини цеви и трака пера се намота у жлеб. Ивице жлеба се гурају назад преко ивице пераја да би се пераје закључало на месту. Овај метод чини да се сам материјал цеви повеже са перајем, веза која се одржава чак и у апликацијама на високим температурама.
3. Више опција материјала на високим температурама: За примену која укључује температуре ваздуха између 400 и 700° Ф, спирално умотана ребра направљена од алуминијума и челика су изводљива, док намотаји плочастих ребара морају бити направљени помоћу челичних ребара и цеви када раде на таквим температурама.
