更优化的冷却器--粘性流体的连续冷却和凝固



钢带冷却器用于生产流程已经有几十年的时间。目前,有了新的冷却设计,冷却功率更大而占地面积却相当小。这些节约占地面积的系统可以推迟另一次厂房的扩建,或者根本不需要扩建。连续冷却钢带使用于冷却、凝固和结晶,并用于形成各种产品的片、带和锭。这些产品包括树脂、蜡、石蜡、焦油、硫磺、粉末涂层、已内酰胺、热熔化、调色剂等。此系统占用的厂房面积的总量取决于它们的用途和冷却设计。传统的风带冷却器的长度可能达到150英尺。

传统的钢带冷却器以简单著称,如果你不介意它占的厂房面积,则它是很具竞争性的。沿着整个冷却通道,产品松散地置于钢带上。在钢带的底部,喷入不带容器的冷却水。在大生产量的情况下,钢带装置会变得相当长,并且占用了大量的厂房空间。这样大量地使用厂房面积的主要原因是系统由热的产品与冷却介质之间的普普通通的热交换率。

双钢带冷却器

钢带制造商已研制出了双钢带冷却器,它是作为非常长的传统钢带机的替代品而设计的。从顶部及从下面冷却的理念是显而易见的,产品沿着有两条喷雾的钢带之间的冷却通道经过,在上部钢带上保持着相对静态的流态床,上部钢带的水膜将高温的产品夹在两条钢带之间。与传统的钢带冷却器相比,冷却功率的改进主要是通过避免产品上卷,以及改进产品膜和钢带之间的接触来实现的。开放式的设计使得经过上部钢带上的水与产品进行了附加热交换,因此双层钢带冷却器只使用了传统钢带冷却器所需要的三分之二的厂房占地面积。

鼓筒冷却器--紧凑而节约空间

与任何钢带冷却器相比,鼓筒冷却器占用的生产场地面积相当少。一个伸展开的,移动的钢带,将滚动向外的产品——膜或片,挤压到冷的鼓筒的平滑表面上,或者凝固的和收缩的产品通过抓住鼓微中的纵向槽支持住自身。沿着一个大的圆弧线,而不是直线,形成了冷却通道,减低了冷却器约一半的长度。而且,热传导系数是钢带的一倍到两倍。这是将冷却介质在高速下通过封闭的管路进行冲刷,对于鼓筒的缸壳的材料进行选择,并将产品的片料压向鼓筒的表面,以此避免气穴或者气泡,而实现的。

由于具有了这些设计特点,鼓筒冷却器的机械长度与钢带冷却器相比缩短到了其四到六分之一。为了使此种冷却器更具优势,其鼓筒直径和鼓筒宽度不应当超过1.5m。

热传导--关键因素

沿着传热通道的各种热传导的抑制因素决定着热以多快的速度在粘性的产品箔片和冷却液之间进行传导(每平方英尺和每秒传导多少BTU),这些热传导抑制因素包括各种材料的传热能力,以及一个介质传到相邻介质的能力。应当考虑,对于钢带冷却器,产品是松散地铺在钢带上的。在产品和钢带之间的任何不需要的空穴或者空气层都会抑制热的抽取过程。而且,热从鼓筒的缸壳传到冷却液是特别重要的。如果水缓慢地流过钢带表面或者水在无压力下从下面喷出,水的附面层受热,并大大地降低了热传导的能力。无论如何,情况会是不同的,如果水在高速下(紊流),形成涡漩,由于在金属和水之间存在高的热沉,利于获得极佳的导热率。与钢带冷却器的开式喷雾系统相比,这项技术对于冷却鼓筒的闭式冷却管,那里水可以以足够的速度进行循环使用,是非常容易的。

最新的发展:履带冷却器

履带冷却器是使用鼓筒冷却设计的最高级的和效率最佳的冷却方案。取代原有的圆筒形鼓筒,若干带有封闭冷却管道的单个爬行器元件被装到一个连续的冷却履带上。该履带围绕着偏转轮旋转,类似于一个边疆的钢带。与双层钢带设计相比,彼此总共有四个履带放在顶部。该装置保证冷却通道沿着三个平面进行。嵌入两个合成的带子,要冷却的产品在底部和第二层履带之间进行预先冷却。这样,再偏转并移动到上面一层,在第二和第三层履带之间冷却,并且再偏转和移动到第三个平面上。最后,在第三层和顶层之间完成后冷却。沿着整个冷却通道似乎都保持着最佳的热交换率。这个紧凑的设计大大节约了厂房面积。履带式冷却可以用传统钢带冷却器所要求的四分之一的厂房面积来处理相当大的生产量。通过使用履带式冷却器来取代25~50米的钢带冷却器所节约的面积是非常巨大的。

成本--紧凑型冷却方案的依据

依据所有有关的成本而作出的决策,将会有利于一种紧凑的连续冷却方案的设计。你有没有听说过这样一种说法:

■ 我只依据设备价格标签来确定我的投资决策。
■ 我拥有丰富的、空置的厂房空间,面积不成问题。
■ 没有问题,无论如何应当扩建。

企业家读者都知道,共同的大规模的投资之间的一项经济上正确的决择要考虑所有的现有成本和与特定选项的有关的未来成本。在这些成本中包括贬值和维修成本,各种费用和占地面积的费用。占地面积费用经常被忽略,或者被当作为平均成本。

但是通过使用一种紧凑的冷却器来取代占地面积大的钢带冷却器,你将免除未来的成本而不是过去的成本。经验表明,将来的成本,它反映的厂房更换价值会更高。厂房面积成本的估价越高,则投资者选择紧凑冷却器时的效益越高。

占用较少的厂房面积的优势不应当被低估。考虑到这种情况,只要刚购买了一个紧凑的系统,就免除了工厂扩建的需要。这样,紧凑系统相对于占地面积大的冷却器额外的价值还不明显吗?过去的决策是不同的,出于如上所说的考虑是不能做的。无论如何,下一次投资将提供这样的机会来选择一种更好的冷却系统

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