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螺旋板式换热器在油脂加工中的应用

来源:中凡工业浏览量:载入中...发布时间:2021.10.15


在加热煎炸油工艺流程中,螺旋板式换热器是利用高温热载体工质(导热油或蒸汽)快速提高煎炸油温度转换速率的热交换设备。该热工设备的合理选型和正确操作及维护是确保食用油达到工艺要求的煎炸温度,满足安全连续,保质、保量产出的关键环节。

螺旋板式换热器的热交换机理

螺旋板式换热器中,两种温度及物性不同的介质,分别经两条螺旋通道在间壁两边通过逆流、并流或错流操作,把高温侧的热能连续不断地传递到低温侧介质中,以得到满足不同工艺用途温度要求的介质。专门用于加热煎炸油的螺旋板式换热器,是用蒸汽为热工质加热食用油的热交换设备,食用油通过热交换吸收热能达到生产工艺需要的煎炸温度。该热交换过程是典型的蒸汽冷凝,冷凝放出的潜热被另一侧的食用油所吸收,宏观讲该过程主要是以蒸汽冷凝时发生相变提供热量的,也就是说蒸汽在蒸汽侧全长螺旋通道内的温度是恒定的,面食用油一侧介质温度则是沿全长螺旋通道不断吸热升温,直至螺旋板式换热器出口处。就其热交换过程来讲它既不是逆流操作,也不是并流操作,它应属错流操作范畴。

饱和蒸汽加热无相变流体(食用油),应属于典型的冷凝器操作工况。因饱和蒸汽放热冷凝相变为液体的过程中,其比容、比热容、导热系数、介质黏度等都发生明显变化,同时放出大量的潜热,就传热系数来讲该过程比无相变的传热系数要大,饱和蒸汽冷凝时冷凝液在壁面上形成一层凝液薄膜,其逐渐增厚后沿壁面下落,或者在壁面形成很多半珠状液滴逐渐凝聚成较大的液滴面成串往下走。工程上称前者为膜状冷凝,后者为滴状冷凝,据有关资料介绍能形成滴状冷凝的传热系数比膜状冷凝要大10倍之多。对螺旋板式换热器来讲,由于其螺旋壁面曲率较管壳式换热器小,有形成大面积凝液珠状液滴流的可能,珠状液滴流沿壁面迅速下滑不断更新了被冷凝膜覆盖的壁面,从而减小了传热阻力,易得到较高的传热系数,这正是螺旋板式换热器用作蒸汽冷凝时传热效率高于其他换热器的优点之一。

用过热蒸汽加热无相变流体,宏观讲其热交换过程应包括蒸汽冷却和蒸汽冷凝两个状态,显然比使用饱和蒸汽增加了一个无相变蒸汽冷却过程。这就是说,过热蒸汽在进入螺旋板式换热器后,首先需要一定的冷却面积吸收其显热,由于该过程在未形成相变前进行,故壁面上无凝液,其传热系数较小,再就是其比热也低于液体,因此在等同条件下螺旋板式换热器使用过热蒸汽的传热效率远不及使用饱和蒸汽经济合理。

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