플레이트-핀 열교환기 공정 - 5가지 유형의 핀

핀은 플레이트-핀 열 교환기에서 중요한 역할을 하며 열 전달의 주요 기능을 수행합니다. 이러한 핀은 일반적으로 두께가 약 0.15~0.3mm인 유형 3003 알루미늄 호일로 만들어지며 교환기에 추가 표면적을 효과적으로 제공하여 열 교환 효율성을 향상시킵니다. 브레이징 기술은 핀과 칸막이 플레이트 사이의 긴밀한 연결을 보장하여 열이 핀을 통해 냉각 캐리어, 즉 냉각되는 매체로 효율적으로 전달되도록 합니다. 이러한 열 전달 모드는 직접적이지 않기 때문에 핀을 "2차 표면"이라고도 합니다.

또한 핀은 칸막이 판 사이의 구조적 강도를 향상시킵니다. 재료의 취약성에도 불구하고 설계를 통해 더 높은 압력을 견딜 수 있으며 이는 특히 고압 응용 분야에서 중요합니다. 적절한 재료, 두께 및 구조 설계를 선택함으로써 핀은 높은 강도를 유지하면서 열교환 성능을 최적화할 수 있습니다.

일반 벌금

플랫 핀은 단순한 구조로 인해 실제로 상대적으로 낮은 유체 흐름 저항과 열 전달 계수를 가지므로 엔지니어링 응용 분야, 특히 흐름 저항에 대한 요구 사항이 낮은 시스템에서 매우 일반적입니다. 표면적이 넓기 때문에 핀 표면 위의 유체 난류를 효과적으로 향상시켜 열 전달을 촉진할 수 있습니다. 동시에, 특히 액체 측 열 전달 또는 상 변화 프로세스(예: 응축 또는 증발) 중에 열 전달 효율이 높기 때문에 플랫 핀은 열을 보다 효과적으로 흡수하거나 방출할 수 있습니다.

액체가 흐를 때 일반적으로 액체의 열용량이 기체의 열용량보다 크기 때문에 액체 측에 플랫 핀을 적용하면 효율적인 열교환을 달성할 수 있습니다. 또한, 증발기나 응축기 등 핀 표면에서 상 변화가 일어나는 상 변화 열 교환 과정에서 이 과정에는 잠열의 흡수 또는 방출이 수반되어 열 교환 효율을 크게 향상시킬 수 있습니다. 따라서 이러한 상황에서 플랫 핀을 사용하면 유체의 압력 손실을 제어하면서 우수한 열 전달 성능을 보장할 수 있습니다.

오프셋 핀

톱니 핀 디자인은 유체의 난류를 증가시켜 열 교환을 강화함으로써 실제로 열 전달 효율을 향상시킵니다. 이러한 짧은 세그먼트는 불연속적으로 배열되므로 열 경계층을 효과적으로 방해하여 열 저항을 줄이고 열 전달을 보다 효율적으로 만듭니다. 그러나 이러한 설계는 유체가 불규칙한 핀을 통과할 때 더 많은 저항을 겪게 되므로 흐름 저항도 증가시킵니다.

톱니 핀은 열 전달 성능을 크게 향상시킬 수 있으므로 매우 높은 열 교환이 필요한 상황에서 자주 사용됩니다. 특히 가스측 및 오일측 열전달 공정에서 고효율 열교환기는 전체 시스템의 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다. 이러한 열 교환기를 설계할 때는 시스템의 전체 성능이 최적화되도록 효율성과 압력 강하 사이를 세심하게 고려해야 합니다.

천공된 핀

다공성 핀은 핀 재료를 천공한 후 스탬핑을 통해 성형하여 제조된 열교환기 핀의 일종입니다. 이러한 핀 표면의 작은 구멍은 열 경계층을 효과적으로 방해하여 유체의 난류를 증가시키고 열 전달 효율을 향상시킬 수 있습니다. 이러한 작은 구멍이 있으면 핀 표면에 유체가 균일하게 분포되어 열 전달이 더욱 최적화되는 데 도움이 될 뿐만 아니라 상 변화 과정이 촉진되어 열 전달이 더욱 효율적이 됩니다. 그러나 구멍은 또한 핀의 유효 열 전달 영역을 감소시키고 핀의 전체 강도를 감소시킵니다.

고유한 특성으로 인해 다공성 핀은 열 교환기 내부의 유체 분포 균일성을 개선하거나 상 변화 열 교환기에서 향상된 상 변화 열 전달 기능을 활용하기 위해 가이드 베인으로 자주 사용됩니다. 동시에 높은 열 전달 효율을 보장하면서 적당한 수준의 흐름 저항을 유지할 수 있으므로 효율적인 열 교환과 적당한 흐름 압력 강하 사이의 균형이 필요한 인터쿨러와 같은 응용 분야에 다공성 핀이 적합합니다. 열교환기가 안전하게 작동하면서 우수한 열교환 효과를 얻으려면 설계 시 열전달 성능과 핀 강도를 종합적으로 고려해야 합니다.

물결 모양의 지느러미

독특한 스탬프 파형 디자인을 갖춘 골판형 핀은 열 전달 성능을 향상시키는 동시에 뛰어난 자체 청소 기능을 제공합니다. 이 파형 설계는 유체 흐름의 경로를 변경하여 채널 내 유체 방향의 지속적인 변화를 일으키며, 이는 난류 형성을 크게 촉진하고 유체 운동 에너지를 증가시켜 열 저항 경계층을 효과적으로 방해하여 열 전달을 향상시킵니다.

주름의 밀도와 높이는 열 전달 강도를 직접적으로 결정합니다. 주름이 더 조밀하고 높을수록 와류 형성 기회가 많아지고 난류가 높아져 열 전달 효율이 높아집니다. 귀하가 제공한 정보에 따르면 주름형 핀은 열 전달 성능 측면에서 톱니형 핀과 경쟁할 수 있으며 둘 다 고효율 열교환기 핀 설계입니다.

또한, 골판지 구조는 이물질로 인해 쉽게 막히지 않으며, 막힌 경우에도 이물질 제거가 상대적으로 용이하다. 이 기능은 가동 중지 시간을 줄이고 장비 가용성과 신뢰성을 향상시킬 수 있으므로 열 교환기의 유지 관리 및 청소에 특히 유용합니다. 주름형 핀의 장점은 불순물 함량이 높은 유체나 더러운 환경을 처리할 때 특히 두드러집니다. 열 교환기를 설계할 때 주름형 핀을 선택하면 좋은 열 교환 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 장기간 작동에 따른 유지 관리 비용도 줄일 수 있습니다.

루버 핀

루브르 핀의 설계 원리는 열 교환을 위해 더 넓은 표면적을 갖는 핀 모양을 형성하여 열 전달 효율을 향상시키는 것을 목표로 합니다. 루브르 블라인드와 유사한 간격을 만들기 위해 핀을 절단함으로써 유체가 핀을 통과하는 동안 상대적으로 큰 난류를 생성할 수 있습니다. 이 설계는 열 교환 표면이 유체와 접촉할 가능성을 높여 열 전달 효율을 향상시킵니다.

그러나 이러한 루브르형 디자인은 절단 부위에 먼지 및 기타 잔해물이 쌓이기 쉽다는 것을 의미하기도 합니다. 이로 인해 통로가 막히고 공기 흐름이 과도하게 제한되어 열 전달 능력에 영향을 미치고 장비 작동 효율성이 저하될 수 있습니다. 이러한 이유로 Atlas Oilfree 부서와 같이 장비 청결성과 유지 관리성을 특별히 강조하는 부서나 응용 프로그램에서는 이러한 유형의 핀 디자인을 사용하지 않도록 지정할 수 있습니다.

잠재적인 막힘 위험에도 불구하고 루브르 핀은 제조 효율성 측면에서 상당한 이점을 가지고 있습니다. 생산 공정에서 이러한 핀은 핀 롤링 기계를 통해 신속하게 생산될 수 있으므로 루브르 핀은 특히 자동차 산업 열교환기 제조에서 대량 생산에 적합합니다. 이러한 유형의 열 교환기는 특정 열 전달 성능 요구 사항과 함께 많은 수의 표준화된 제품이 필요한 상황에서 경제적이고 실용적입니다. 열 전달 효율성, 생산 비용 및 청소 용이성을 고려할 때 루브르 핀은 특정 응용 분야에서 과제와 부인할 수 없는 이점을 모두 제공합니다.

요약하면

각 핀 유형은 고유성을 가지며 다양한 산업 요구에 최적화된 솔루션을 제공합니다. 직선 핀은 경제적 신뢰성으로 인해 널리 사용됩니다. 톱니 핀은 높은 열 전달 성능이 요구되는 제한된 공간의 공간에 적합합니다. 다공성 핀은 상변화 열 교환에 특별한 이점을 나타냅니다. 주름진 핀은 막힘과 유지 관리를 방지하는 데 이점이 있습니다. 제조 효율이 높은 루브르 핀은 소비자 수준의 대량 생산에 적합합니다. 이러한 5가지 유형의 핀의 설계 원리와 기능적 특성은 의심할 여지 없이 보다 효율적이고 비용 효율적인 열 교환 시스템을 만들기 위한 다양한 선택을 제공합니다. 정밀한 설계와 적용을 통해 각각은 열교환 기술 분야에서 고유한 가치와 중요성을 입증합니다.