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Le secret de la haute pression et de la haute température : pourquoi les plaques à coussinets peuvent-elles fonctionner dans des conditions extrêmes ?
Dans les processus industriels, avec la demande croissante d'échangeurs de chaleur à haut rendement, les échangeurs de chaleur à plaques à coussinets, en tant que technologie émergente, ont progressivement retenu l'attention. La plaque en forme d'oreiller est fabriquée en soudant deux fines feuilles de métal lorsque ces feuilles sont gonflées, elles forment une surface ondulée unique, lui permettant de fonctionner efficacement dans diverses conditions extrêmes.
Processus de fabrication
Les panneaux en forme d'oreiller sont fabriqués selon un procédé gonflable, dans lequel deux fines tôles métalliques sont soudées par points sur toute la surface à l'aide d'une technologie de soudage au laser ou par résistance, et les bords sont scellés par soudage continu. Finalement, les espaces internes sont remplis de liquide à haute pression, provoquant une déformation plastique de la plaque métallique, formant ainsi sa forme ondulée unique.
Ce processus de gonflage confère au panneau de coussin une excellente stabilité structurelle et une excellente flexibilité, lui permettant de fonctionner à des pressions supérieures à 100 MPa et à des températures allant jusqu'à 800°C.
Types de planches à coussins
Les planches à coussinets sont principalement divisées en deux types : une surface convexe simple et une surface double convexe. Les surfaces convexes simples forment généralement la double paroi d'un récipient à double enveloppe, tandis que les surfaces doubles convexes peuvent être assemblées dans une série d'échangeurs de chaleur. Ces différentes conceptions permettent aux panneaux de coussin d'être utilisés de manière flexible dans de nombreux domaines industriels différents.
Champ d'application
La gamme d'applications des plaques à coussinets est assez large, incluant, mais sans s'y limiter, les besoins de transfert de chaleur liquide-liquide et gaz-liquide, en particulier dans les industries papetières, pharmaceutiques et agroalimentaires.
De nombreux refroidisseurs électrolytiques utilisent des plaques à coussin directement immergées dans le liquide, ce qui améliore considérablement l'efficacité énergétique et la stabilité opérationnelle.
Recherche et transfert de connaissances
Malgré les nombreux avantages de la technologie des panneaux coussinés, la compréhension de ses performances thermiques et l'expérience en matière de conception sont encore relativement limitées. Récemment, les recherches sur l'analyse géométrique, l'écoulement des fluides et la conduction thermique continuent d'améliorer ses performances dans les opérations réelles.
Actuellement, les chercheurs développent des outils logiciels commerciaux pour surmonter les goulots d'étranglement actuels en matière de conception de plaques en coussinet.
Analyse du débit de fluide et du transfert de chaleur
Les canaux internes de la plaque à coussin favorisent le mélange des fluides grâce à leur forme ondulée, augmentant ainsi le taux de transfert de chaleur. Cependant, cela peut également entraîner une augmentation des pertes de charge. Une analyse détaillée du débit de fluide et du transfert de chaleur est donc essentielle pour concevoir des échangeurs de chaleur efficaces.
Conclusion
Alors que la demande industrielle continue de croître, les plaques à coussinets, en tant que technologie d'échange thermique émergente, présentent un grand potentiel de développement. La recherche et l'innovation continues des chercheurs scientifiques favoriseront davantage son application dans diverses industries. Cependant, il reste à voir si cette technologie pourra être produite en masse et popularisée dans un plus large éventail d’applications industrielles à l’avenir ?
