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Nederlands Funktionsprinzip von Wärmetauschern
Der statische Mischer-Wärmetauscher verhindert große Temperaturunterschiede im Produkt
Das Kühlen oder Erwärmen von viskosen Produkten ist in der Regel mühsamer als bei wässrigen Produkten. Dies ist in erster Linie darauf zurückzuführen, dass eine erzwungene Konvektion fehlt, sich die Strömungsprofile im laminaren Bereich befinden und das Produkt somit an der Wärmeaustauschfläche nicht ausreichend aufgefrischt wird. Dies kann zu großen Temperaturunterschieden im Produkt führen und sich möglicherweise negativ auf die Qualität des Endprodukts auswirken.
Wärmetauscher nach dem Grundprinzip des statischen Mischers
Da statische Mischer die Strömungsprofile in einem Rohr gezielt stören, können sie eingesetzt werden, um die Wärmeübertragung beim Kühlen und/oder Erwärmen zu verbessern. Dieser Gedanke lag der Entwicklung des Wärmetauschertyps zugrunde, der von PRIMIX hergestellt wird.
Konstruktion des Wärmetauschers
Der PRIMIX Wärmetauscher besteht aus einzelnen oder mehreren parallel angeordneten Rohren. Um diese Rohre herum strömt das wärmeaustauschende Medium; hierbei kann es sich um kaltes oder warmes Wasser handeln, aber auch um heißes Öl oder Dampf. Das viskose Produkt strömt durch die Wärmetauscherrohre und tauscht seine Wärme auf der kälteren oder wärmeren Oberfläche des Rohres aus. Die spiralförmigen Mischelemente, die in diesen Wärmetauscherrohren angeordnet sind, sorgen für eine Störung des laminaren Strömungsprofils, sodass sich eine bessere Auffrischungsrate des Produkts auf der Wärmeaustauschfläche ergibt und somit ein effizienterer Kühlungs- oder Aufwärmprozess.
Mit ACT 20 % bis 100 % mehr Wärmeübertragung
Die in den Wärmetauschern von PRIMIX angewendete Advanced Connection Technology (ACT) führt zu einer zusätzlichen Kontaktfläche und einer 20 % bis 100 % besseren Wärmeübertragung. Bei dieser Technik werden die Mischelemente nahtlos in das Rohr gelötet. Der Spalt zwischen dem Spiralelement und der Innenwand des Rohrs wird dabei vollständig gefüllt mit Lot gefüllt. Indem bei diesem Lötprozess für optimale Bedingungen gesorgt wird, fungiert diese Verbindung zwischen Rohr und Element als Wärmeleiter. Dadurch wird die Oberfläche eines Mischelements zusätzlich an dem Prozess des Wärmeaustauschs beteiligt, sodass der Wärmetauscher kompakter und effizienter ausgeführt werden kann.
Minimierung der Verweilzeitstreuung im Wärmetauscher
Bei der Gestaltung des Wärmetauschers wird eine Minimierung der Verweilzeitstreuung erreicht, indem optional spezielle Übergangsstücke mit messerscharfen Kanten verwendet werden. Die flache Einströmungsfläche der Rohrplatte wird dadurch vollständig verborgen, sodass eine deutliche Verbesserung im Strömungsprofil erreicht wird. Die Ausführung wird standardmäßig für viskose und reagierende Flüssigkeiten verwendet, bei denen die Minimierung der Verweilzeitstreuung wichtig ist. Eine weitere Minimierung der Verweilzeitstreuung wird erzielt, indem die Wärmetauscherelemente an den Stellen, wo das zu kühlende Produkt mit der Wärmetauscherfläche in Berührung kommt, mit sehr glatten Oberflächen versehen werden. Die Zuverlässigkeit der von PRIMIX konstruierten statischen Mischer-Wärmetauscher hat sich bereits in kritischen Anwendungen in der chemischen, petrochemischen, pharmazeutischen und Lebensmittelindustrie bewährt. Explosive und toxische Prozessmedien werden auf diese Weise zuverlässig gemischt und thermisch behandelt.
Wärmetauscher mit laminarer Strömung - Motionless Mixer System
Die Viskosität des strömenden Produkts hat einen großen Einfluss auf das Strömungsprofil durch ein Leerrohr. In den meisten Fällen ist dieses Strömungsprofil laminar und genau nicht turbulent. Ein laminares oder geschichtetes Strömungsprofil bedeutet, dass theoretisch die Flüssigkeit in der Mitte des Rohres am schnellsten strömt und die Flüssigkeit an der Rohrwand stationär bleibt. Die dazwischen befindlichen Flüssigkeitsschichten verhalten sich wie Kreise gleicher Strömungsgeschwindigkeit; dies sind die strömenden Schichten oder auch das laminare Strömungsprofil. Bei einem Motionless Mixer System oder statischen Mischer wird dieses Strömungsprofil durchbrochen. Flüssigkeit an der Rohrwand wird nach innen gefaltet und Flüssigkeit in der Mitte strömt wieder in Richtung Rohrwand, sodass mehr Flüssigkeit mit der Wand in Berührung kommt. Bei einem Rohrwärmetauscher wird diese Rohrwand genutzt, um Wärme auszutauschen; durch den statischen Mischer wird dieser Vorgang erheblich verbessert.