热交换
化学和制药行业使用了多种热传递解决方案。液体、气体和固体都可以被加热。冷凝蒸汽或加热后的流体被用来加热这些材料。制药过程中涉及热传递的操作包括制粒、结晶、蒸发以及淀粉糊的蒸馏。工业过程中,热能的传递方式多种多样。通过金属壁,换热器被用来在一种流体(热气体或蒸汽)和另一种流体(液体)之间传递热量。利用换热器,热量可以通过金属壁从一种液体或气体传递到另一种液体或气体中。
这两种分类在某些情况下是可以互换的。当热量从管子的一侧传递到另一侧时,管子两侧的传热系数是相同的。将一侧系数的增加与另一侧液体流速的增加结合起来,应该能够提升两个系数。可以在管子外部设置挡板来增加流速和传热系数。通过设置挡板,第二种流体将沿着更长的路径流动,并且其横截面会更小。因此,挡板会提高管子外部流体的流速,并使其以直角流向管子,因为挡板就是按照这种方式设计的。这样一来,管子外部的传热效率会提高,因为湍流增强了。
挡板;隔板
挡板是一种一侧被切除的金属圆盘。这些圆盘上的孔洞用于让管子穿过。挡板、壳体和管子之间的间隙被设计得非常小,以防止或至少减少泄漏。金属杆用于支撑挡板,而定位螺丝则将挡板固定在管板之间。通过改变管束的流动方式(平行流或交叉流),可以增加壳体侧的热传递系数。此外,挡板还能沿管子的整个长度方向对其进行支撑,防止其发生弯曲。这种挡板可以是水平方向的(水平挡板),也可以是垂直方向的(垂直挡板),如下图所示。

挡板窗是挡板被切割出来的部分,它们允许流体通过。挡板窗的面积通常占挡板的15%到50%之间。例如,当挡板被切割成20%的尺寸时,被切除的部分就占整个挡板的20%。挡板之间的距离会影响压力降和传热系数。
较大的间距可以降低壳侧的压降、减少湍流,并提高传热系数;而较小的间距虽然会增加湍流和传热效果,但也可能导致压降显著增加,从而抵消了传热系数提高带来的优势。挡板间距的选择需考虑壳侧允许的压降以及所需的传热系数。通常,挡板的间距设置为壳径的1/5。
热交换器
许多制造商更倾向于使用热交换器来控制冷却面板和电气外壳的温度,因为它们比其他方法更高效。制药生产和包装领域也受到了热交换器技术的诸多积极影响。在制药行业中,有效的电气废热管理至关重要,这涉及到制造药品所需的各种精细化学工艺。制造商从热交换器中获得了巨大益处——它们能够可靠且持续地降低设备温度,同时不会消耗过多能源。电气电路的外壳和冷却系统对于防止过热现象至关重要。热交换器在能源利用效率方面远高于空调,且维护成本也更低。与空调相比,这些设备的成本效益更为显著。
然而,热管理在制药行业的应用远不止于冷却电气设备。化妆品和药品制剂在生产过程中往往需要特定的温度、混合时间以及各种处理步骤。换热器不仅能够提升生产效率并确保产品质量达到高标准,还能长期维持可靠的热控制。