نوشته بلاگ

مبدل حرارتی

مبدل حرارتی :

گروه صنعتی شوفاژ مخزن با بیش از 20 سال سابقه درخشان در زمینه تولید مخازن و تجهیزات موتورخانه ها و استخرها و همچنین خدمات مرتبط تولید کننده مبدل های حرارتی با بهترین کیفیت میباشد.

در زیر توضیحاتی را برای آشنایی شما با مبدل های حرارتی و نجوه کارکرد آنها آورده ایم.

مبدل حرارتی

مبدل  حرارتی به طور کلی دارای دو مدار گردش سیال هستند و در انواع مختلف پوسته-لوله، پوسته-کوئل ، صفحه ای ، لوله ای و مستغرق مورد استفاده قرار می گیرند و از نظر روش انتقال حرارت می توان انها را در چهار گروه جریان موازی ، جریان مخالف،جریان متقاطع و جریان مرکب طبقه بندی کرد.

در مبدل های جریان موازی هر دو سیال در یک جهت و به موازات یکدیگر جریان دارند ودر این روش مقدار تاثیرگذاری سیال اولیه بر ثانویه از سایر روش ها کمتر است.

در مبدل های جریان مخالف که تاثیر گذاری سیال اولیه بر ثانویه بسیار بیشتر است دو سیال در جهت مخالف یکدیگر جریان دارند.

در مبدل های جریان متقاطع، تاثیر گذاری سیال اولیه بر ثانویه در دامنه ای بین تاثیر گذاری مبدل های جریان موازی و مخالف قرار دارد. جهت جریان سیال در این مبدل ها زاویه دار است و ممکن است این زاویه به ۹۰ درجه نیز برسد.

ضریب رسوب گذاری مبدل حرارتی

ضریب رسوب گذاری در لوله های مبدل های حرارتی مدار بسته که برای گرمایش فضا ها مورد استفاده قرار می گیرند برابر ۰٫۰۰۱۵ و برای مبدل های مدار باز که برای  گرمایش اب مصرفی مورد استفاده قرار می گیرند ۰٫۰۰۲ در نظر گرفته می شود.

سرعت جریان اب در مبدل حرارتی

سرعت جریان از میان لوله ها یا کوئل مبدل حداقل ۱ و حداکثر ۵ فوت بر ثانیه در نظر گرفته می شود.

نکته : در بسیاری موارد مبدل حرارتی به عنوان بخشی از یک دستگاه مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان مثال کندانسور یا اواپراتور تجهیزات مولد سرمایشی نوعی مبدل حرارتی محسوب می شوند که تعیین مشخصات، شرایط و عملکرد ان تابعی از ظرفیت و ویژگی های کلی ان دستگاه است.

طراحی تجهیزات گرمایشی و سرمایشی

طراحی تجهیزات گرمایشی و سرمایشی و به طور کلی برآورد میزان گرمای لازم برای انجام یک واکنش یا حرارت لازم برای بخار کردن سیالات فرایندی مختلف از جمله مسائلی است که مهندسین شوفاژمخزن از عهده آن به خوبی برآمده و آماده ارائه مشاوره ، فروش و ساخت تجهیزات حرارتی بر طبق سفارشات شما عزیزان هستند.

در مجموعه ما که متشکل از مهندسین فرایند، مکانیک ، متالورژی بوده و تجربه چندین سال طراحی و آزمون و خطا در سالیان گذشته داشته اند، هدف ایجاد محیطی جدید و مشتری پسند در جهت رفع نیاز های صنایع حرارتی و برودتی و همچنین صنایع نفت ، گاز و پتروشیمی است.

۱ – آب خنک کننده

۲ – آب Chilled

۳- سیال سرما ساز یا Refrigerant

۴- هوااستفاده می‌شود.

سیال واسطه سرمایش

اگر سیال واسطه سرمایش هوا باشد از مبدل های هوایی Air cooled استفاده می‌شود. در غیر این صورت سیال گرم و سرد در داخل یک مبدل به صورت غیر مستقیم با هم تبادل حرارت می‌کنند. آب خنک کننده معمولا در مناطق گرم دارای دمای ۲۵ درجه به بالا است. اما باید توجه داشت که با در نظر گرفتن شرایط محیطی دمای آب خنک کننده نیز تغییر می‌کند. به طور مثال در تبریز که دمای هوا پایین تر است به طبع دمای آب خنک کننده نیز پایین تر خواهد بود. برای تامین دمای ۱ تا ۵ درجه سانتی گراد از آب Chilled استفاده می‌شود که خود آن نیز به کمک ماده سرماساز به این دما رسانده شده است و این در حالی است که برای تامین دماهای زیر صفر درجه از خود سیال سرماساز همانند R-11 و پروپیلن و دیگر مواد استفاده می‌شود.

۱ – گرمای محسوس چیست؟

گرمای محسوس میزان حرارتی است که یک ماده بدون تغییر فاز می‌تواند تبادل کند. به عنوان مثال آب با دمای ۲۵ درجه وارد فرایند شده و گرمای فرایند را می‌گیرد و در خروجی دمای آن را به ۳۵ درجه میرسد.

۲ – گرمای نهان تبخیر چیست؟

گرمای نهان تبخیر به میزان انتقال حرارتی گفته میشود که یک ماده در اثر تبدیل از فاز مایع به فاز بخار تبادل میکند. به همین دلیل در گرمایش یک مبدل از بخار اشباع استفاده میشود. زیرا اگر بخار در حالت اشباع باشد امکان تبدیل آن از فاز بخار به مایع وجود داشته و گرمای زیادی آزاد میشود.

میزان گرمای آزاد شده

از این میزان گرمای آزاد شده برای گرمایش سیال فرایند استفاده میشود. بخار فوق اشباع یا super heat را برای گرمایش به کار نمیبرند زیرا فاصله ملکول ها در بخار زیاد و میزان انتقال حرارت تبادل شده نیز به میزان گرمای محسوس است و لذا حجم دستگاه انتقال حرارت  استفاده شده بسیار بزرگ میشود. با توجه به اینکه گرمای آزاد شده تبدیل فازی بسیار بالاست معمولا از بخار فوق اشباع استفاده نمیشود. تبادل حرارت غیر مستقیم بین سیالات در دستگاه های مختلفی نظیر کولر هیتر ریبویلر کندانسور و … انجام میشود.

مبدل های حرارتی از لحاظ ساختمانی

شکل های مختلقی دارند که انواع double-pipe , shell&tube , plate , spiral , air-cooler از مهمترین آنها هستند.

مبدل Double-pipe ساده ترین نوع مبدل حرارتی میباشد. این مبدل از دو لوله تشکیل شده که یکی در درون دیگری قرار گرفته است.

یک سیال درون لوله کوچکتر و سیال دیگر در پیرامون آن حرکت میکند. بدین ترتیب انتقال حرارت بین دو سیال صورت میگیرد. در این مبدل میتوان جریان ها را درخلاف جهت یکدیگر به حرکت در آورد و کاملا حالت Counter-Current را که ایده آل ترین نوع جریان است به وجود آورد.

گردش سیال

مبدل  حرارتی به طور کلی دارای دو مدار گردش سیال هستند و در انواع مختلف پوسته-لوله، پوسته-کوئل ، صفحه ای ، لوله ای و مستغرق مورد استفاده قرار می گیرند و از نظر روش انتقال حرارت می توان انها را در چهار گروه جریان موازی ، جریان مخالف،جریان متقاطع و جریان مرکب طبقه بندی کرد.

در مبدل های جریان موازی هر دو سیال در یک جهت و به موازات یکدیگر جریان دارند ودر این روش مقدار تاثیرگذاری سیال اولیه بر ثانویه از سایر روش ها کمتر است.

مبدل های جریان

در مبدل های جریان مخالف که تاثیر گذاری سیال اولیه بر ثانویه بسیار بیشتر است دو سیال در جهت مخالف یکدیگر جریان دارند.

در مبدل های جریان متقاطع، تاثیر گذاری سیال اولیه بر ثانویه در دامنه ای بین تاثیر گذاری مبدل های جریان موازی و مخالف قرار دارد. جهت جریان سیال در این مبدل ها زاویه دار است و ممکن است این زاویه به ۹۰ درجه نیز برسد.

ضریب رسوب گذاری مبدل حرارتی

ضریب رسوب گذاری در لوله های مبدل های حرارتی مدار بسته که برای گرمایش فضا ها مورد استفاده قرار می گیرند برابر ۰٫۰۰۱۵ و برای مبدل های مدار باز که برای  گرمایش اب مصرفی مورد استفاده قرار می گیرند ۰٫۰۰۲ در نظر گرفته می شود.

سرعت جریان اب در مبدل حرارتی

سرعت جریان از میان لوله ها یا کوئل مبدل حداقل ۱ و حداکثر ۵ فوت بر ثانیه در نظر گرفته می شود.

نکته : در بسیاری موارد مبدل حرارتی به عنوان بخشی از یک دستگاه مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان مثال کندانسور یا اواپراتور تجهیزات مولد سرمایشی نوعی مبدل حرارتی محسوب می شوند که تعیین مشخصات، شرایط و عملکرد ان تابعی از ظرفیت و ویژگی های کلی ان دستگاه است.

مقررات و توصیه ها مبدل حرارتی      

در سیستم های اب داغ که دمای کار بیش از ۲۵۰ درجه فارنهایت است نباید از مبدل هایی که دارای لوله یا کوئل مسی هستند استفاده شود در این گونه موارد جدا از جنس پوسته که باید از فولاد باشد، لوله ها یا کوئل نیز باید فولادی باشند.

جنس صفحات منحرف کننده سیال

که در داخل پوسته مبدل تعبیه می شود باید مشابه جنس لوله باشد تا در  تماس  با پوسته بیرونی لوله ها موجب خوردگی نشود. برای جلوگیری از خوردگی باید به حداکثر سرعت مجاز سیال در دو سمت مبدل توجه کرد

۱

۲

۳

۴

۵

میانگین امتیازات ۵ از ۵

از مجموع ۳ رای