• سه‌شنبه / ۱۷ فروردین ۱۴۰۰ / ۱۲:۰۸
  • دسته‌بندی: خبر بازار
  • کد خبر: 1400011707839
  • خبرنگار : 30054

تکنیک های طراحی مبدل حرارتی

تکنیک های طراحی مبدل حرارتی

مبدل حرارتی دستگاهی است که انتقال حرارت را بین دو یا چند سیال در دماهای مختلف فراهم می کنند.

به گزارش ایسنا، بنابراعلام ناب زیست، در واقع مبدل حرارتی سیستمی است که حرارت را در اثر اختلاف دمای ایجاد شده بین دو سیال، از یک سیال به سیال دیگر منتقل می کند.

مبدل های حرارتی در کاربرد های بسیار متنوعی مانند تولید برق، صنایع شیمیایی و غذایی، الکترونیک، مهندسی، بازیافت زباله، صنایع تولیدی، تهویه مطبوع، تبرید (برج خنک کننده)، کاربردهای فضایی، پتروشیمی و ... استفاده می شود.

مبدل های حرارتی را می توان با توجه به معیارهای مختلفی دسته بندی نمود :

۱- بازیافت کننده ها/احیا کننده ها

۲-  فرآیندهای انتقال: تماس مستقیم و غیرمستقیم

۳-  هندسه ساخت: لوله ها، صفحات و سطوح توسعه یافته

۴-  مکانیسم های انتقال حرارت: تک فاز و دو فاز

۵- ترتیب جریان: جریان های موازی، جریان های متقابل و جریان های متقاطع

اما در این میان عموما بررسی مبدل های حرارتی بر مبنای هندسه ساخت انجام می شود:

مبدل های حرارتی صفحه ای، دو لوله ای، پوسته لوله

مبدل حرارتی صفحه ای

مبدل حرارتی صفحه ای از تعدادی صفحات فلزی برای انتقال حرارت بین دو سیال استفاده می کند. این صفحات فلزی با ضخامت کمی با فواصل مشخص در کنار هم قرار می گیرند.

یک لوله جریان سیال گرم و یک لوله جریان سیال سرد به صورت یکی در میان  به صفحات متصل می شود، به این ترتیب سطح انتقال حرارت افزایش یافته و فرآیند انتقال گرما سرعت بیشتری پیدا می کند. جریان سیال در این نوع مبدل می تواند به سه شکل موازی (همسو)، متقاطع یا مخالف (ناهمسو) باشد.

مبدل‌های حرارتی صفحه ای معمولاً به جریان های سیال با فشارهای زیر ۲۵ بار و دمای زیر ۲۵۰ درجه سانتی گراد محدود می شوند. از آنجا که گذرگاه های جریان سیال کاملاً کوچک هستند، ضرایب انتقال حرارت بالا، افت فشار زیاد و برش موضعی زیاد را ایجاد می کند که رسوب گذاری را به حداقل می رساند. مبدل حرارتی صفحه ای به صورت واشردار، لحیمی، جوشی، نیمه جوشی طراحی می شود.

مبدل حرارتی صفحه ای واشردار:

مبدل حرارتی صفحه ای واشردار پر کاربردترین نوع مبدل صفحه ای است که شامل مجموعه ای از صفحات نازک با سطوح موج دار یا منحنی است که سیالات را از یکدیگر متمایز می کند.

وجود این صفحات موجدار امکان تقسیم جریان در کل صفحه را فراهم می کند و در نتیجه انتقال گرما را به حداکثر می رساند این درحالی است که نرخ رسوب، تعداد صفحات و هزینه ها را به حداقل می رساند. الگوی جریان دو سیال معمولا در خلاف جهت یکدیگر قرار میگیرند.

مبدل حرارتی دو لوله ای

مبدل حرارتی دو لوله ساده ترین نوع مبدل‌های حرارتی است که در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد. یک مبدل حرارتی دو لوله معمولی شامل یک لوله است که به صورت متمرکز درون لوله دیگری با قطر بزرگتر با اتصالات مناسب قرار گرفته است تا جریان را از یک قسمت به بخش دیگر هدایت کند.

بیشترین استفاده از مبدل دو لوله برای گرم کردن یا خنک سازی سیالات فرآیندی است که در آن ناحیه کوچکی از انتقال حرارت (تا ۵۰ متر مربع) مورد نیاز است. این تنظیمات هنگامی که یک یا هر دو سیال در فشار بالا هستند نیز بسیار مناسب میباشد. مشکل عمده این است که مبدل های حرارتی دو لوله بزرگ و گران قیمت هستند.

مبدل حرارتی پوسته لوله

مبدل های حرارتی پوسته و لوله (shell & tube) از تعدادی لوله گرد تشکیل شده که در پوسته های استوانه ای شکل به صورت موازی قرار گرفته اند. لوله ها قسمت اصلی تبادل حرارت در مبدل هستند.

سطح خارجی در معرض سیال داخل پوسته قرار دارد و معمولا جنس آنها از فولاد کم کربن، فولاد زد زنگ، آلومینیوم و دیگر فلزات است. این مبدل به طور گسترده ای به عنوان کندانسورهای برق، پیش گرم کننده ها در نیروگاه ها، مولد بخار در نیروگاه های هسته ای، صنایع شیمیایی مانند واحدهای تقطیر نفت خام و ... استفاده می شوند.

یک سیال داخل لوله ها و سیال دیگر در فضای میانی پوسته و لوله جریان می یابد. در یک مبدل حرارتی پوسته و لوله در میان لوله ها بافل هایی عمودی تعبیه می شود که جریان داخل پوسته از بافل ها عبور کرده و سپس از یک محفظه بافل به مکان دیگر به موازات لوله ها جریان می یابد.

از بافل ها در مبدل های حرارتی پوسته و لوله استفاده می شود تا ضریب انتقال حرارت بهتر در سمت پوسته ایجاد شود و از سمت لوله ها پشتیبانی شود. مبدل های حرارتی پوسته و لوله همچون برج های خنک کننده بر7خلاف دیگر انواع مبدل های حرارتی به صورت سفارشی برای هر ظرفیت و شرایط کار قابل طراحی می باشند.

اهداف اصلی طراحی این نوع مبدل ایجاد انبساط حرارتی، ایجاد سهولت در نظافت و کاهش هزینه های ساخت با توجه به شرایط مورد نیاز می باشد. در یک مبدل حرارتی پوسته و لوله با ورق های لوله ثابت، پوسته به صفحات لوله جوش داده می شود و برای تمیز کردن به قسمت خارج لوله دسترسی وجود ندارد.

با توجه به نیاز حرارت، افت فشار، سطح فشار، رسوب گذاری، تکنیک های ساخت، هزینه، کنترل خوردگی و مشکلات تمیز کردن، تعدادی از تنظیمات جریان پوسته و کنار لوله در مبدل های حرارتی لوله پوسته ای استفاده می شوند.

ناب زیست بعنوان یکی از تولید کنندگان تجهیزات برودتی پس از چندین سال تولید برج خنک کننده در ظرفیت های ۲۰ تا ۵۰۰۰ تن تبرید امروز با افتخار قوی ترین تولیدکننده مبدل‌های حرارتی در ایران است.

انتهای رپرتاژ آگهی

  • در زمینه انتشار نظرات مخاطبان رعایت چند مورد ضروری است:
  • -لطفا نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.
  • -«ایسنا» مجاز به ویرایش ادبی نظرات مخاطبان است.
  • - ایسنا از انتشار نظراتی که حاوی مطالب کذب، توهین یا بی‌احترامی به اشخاص، قومیت‌ها، عقاید دیگران، موارد مغایر با قوانین کشور و آموزه‌های دین مبین اسلام باشد معذور است.
  • - نظرات پس از تأیید مدیر بخش مربوطه منتشر می‌شود.

نظرات

شما در حال پاسخ به نظر «» هستید.