在工業(yè)生產(chǎn)的眾多環(huán)節(jié)中,熱量交換是一項(xiàng)至關(guān)重要的操作,其效率和穩(wěn)定性直接關(guān)系到生產(chǎn)的成本、質(zhì)量以及可持續(xù)性。隨著工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展,對(duì)換熱器性能的要求也日益嚴(yán)苛,特別是在高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕等工況下。碳化硅換熱器憑借其的碳化硅材料特性,在眾多換熱器類型中脫穎而出。而其精妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了高效、緊湊與可靠的統(tǒng)一。

材質(zhì)與規(guī)格定制
碳化硅換熱器的換熱管通常采用高純度的碳化硅陶瓷管,純度一般≥99%。這種高純度的材料保證了換熱管具有耐高溫、耐腐蝕以及高導(dǎo)熱性能。在面對(duì)如垃圾焚燒產(chǎn)生的 1200℃高溫?zé)煔猓蚴腔どa(chǎn)中強(qiáng)腐蝕性的酸堿介質(zhì)時(shí),碳化硅換熱管能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行,不會(huì)像傳統(tǒng)金屬換熱管那樣出現(xiàn)腐蝕、變形等問題。
同時(shí),為了滿足不同工業(yè)場景的多樣化需求,換熱管的管長和管徑支持定制化。從較短的 380mm 到較長的 1600mm,以及各種不同的管徑規(guī)格,能夠適配不同尺寸要求的換熱器設(shè)備,無論是小型的實(shí)驗(yàn)裝置,還是大型的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備,都能找到合適的碳化硅換熱管解決方案。
強(qiáng)化傳熱的特殊結(jié)構(gòu)
為了進(jìn)一步提升換熱效率,部分碳化硅換熱管在設(shè)計(jì)上采用了特殊的結(jié)構(gòu)。例如,在管內(nèi)加工微米級(jí)肋片,這些微小的肋片能夠破壞流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的邊界層,使流體形成更強(qiáng)烈的湍流狀態(tài)。對(duì)于高粘度介質(zhì)而言,這種強(qiáng)化湍流的效果尤為顯著,能夠極大地提高熱量傳遞的速率。
還有一些換熱管內(nèi)置多葉扭帶,當(dāng)流體流經(jīng)換熱管時(shí),多葉扭帶會(huì)隨著流體的流動(dòng)而旋轉(zhuǎn),進(jìn)一步增強(qiáng)流體的擾動(dòng),提高傳熱系數(shù)。通過這些特殊結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),碳化硅換熱管的傳熱效率相較于普通光滑管有了顯著提升,能夠在更短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更高效的熱量交換。

嚴(yán)格的壓力測(cè)試保障
在工業(yè)應(yīng)用中,換熱器往往需要承受一定的壓力。為了確保碳化硅換熱管在高壓環(huán)境下的可靠性,每一根換熱管在出廠前都要經(jīng)過嚴(yán)格的壓力測(cè)試。一般會(huì)進(jìn)行 186Bar 壓力測(cè)試,只有通過測(cè)試的換熱管才能夠進(jìn)入市場,投入使用。這種嚴(yán)格的質(zhì)量把控措施,為碳化硅換熱器在高壓工況下的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的保障,使得用戶能夠放心地將其應(yīng)用于如石油化工、煤化工等對(duì)壓力要求較高的行業(yè)。
解決熱膨脹差異問題
碳化硅材料與金屬材料的熱膨脹系數(shù)存在較大差異,在換熱器工作過程中,當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí),這種差異可能會(huì)導(dǎo)致連接處出現(xiàn)應(yīng)力集中,從而引發(fā)泄漏等問題。雙管板設(shè)計(jì)則巧妙地解決了這一難題。
雙管板采用碳化硅 — 金屬梯度結(jié)構(gòu),通過特殊的工藝將碳化硅與金屬進(jìn)行結(jié)合,使得管板在不同溫度下能夠更好地適應(yīng)熱膨脹差異。在實(shí)際應(yīng)用中,當(dāng)換熱器從室溫逐漸升溫至高溫工作狀態(tài)時(shí),雙管板能夠有效地補(bǔ)償由于熱膨脹差異產(chǎn)生的應(yīng)力,確保管程與殼程流體的隔離,避免泄漏現(xiàn)象的發(fā)生。
雙 O 形環(huán)與旋塞支撐管的協(xié)同作用
為了進(jìn)一步提高密封性能,雙管板設(shè)計(jì)中還采用了雙 O 形環(huán)與旋塞支撐管。雙 O 形環(huán)分別安裝在管板的兩側(cè),形成雙重密封保障。當(dāng)管程和殼程內(nèi)的流體存在壓力差時(shí),O 形環(huán)能夠在壓力的作用下緊密貼合管板和換熱管,阻止流體泄漏。
旋塞支撐管則起到了支撐換熱管的作用,確保換熱管在受到流體沖擊和溫度變化時(shí)保持穩(wěn)定。同時(shí),旋塞支撐管還能夠?qū)艹毯蜌こ痰牧黧w進(jìn)行有效的分隔,進(jìn)一步提高了換熱器的密封性能和運(yùn)行穩(wěn)定性。通過雙 O 形環(huán)與旋塞支撐管的協(xié)同作用,碳化硅換熱器的泄漏率較傳統(tǒng)設(shè)備降低了 90%,大大提高了設(shè)備的可靠性和使用壽命。
