همه چیز در مورد مبدل های حرارتی

[EN-EZEL 13039]

معرفي تكنولوژي بهبود انتقال حرارت در مبدل*هاي پوسته - لوله*اي

توجه به محدوديت سوخت*هاي فسيلي در دنيا موجب شده است كه امروزه موضوع بهينه*سازي مصرف انرژي در واحدهاي فرآيندي، بيش از پيش مورد توجه قرار گيرد. يكي از تكنيك*هاي بهينه*سازي مصرف انرژي، تكنيك HTE است كه در زير معرفي شده*است. نويسندة متن ارسالي زير، در پايان معرفي تكنولوژي، به اقدامات انجام شده در پژوهشگاه صنعت نفت در راستاي دستيابي به اين تكنولوژي و موفقيت*هاي به*دست آمده اشاره كرده*است.

معرفي تكنولوژي HTE

 

در فرآيندهاي شيميايي، مهمترين بخشي كه مستقيماً با مصرف انرژي ارتباط مي*يابد، مبدل*هاي حرارتي مي*باشند. تاكنون همواره تلاش شده است تا مبدل*هايي طراحي گردند كه ضمن داشتن حداكثر بازدهي، در كاركردهاي بلند*مدت، كمترين مشكلات عملياتي را داشته باشند. اصولاً مبدل*هاي حرارتي، به*خصوص از نوع پوسته- لوله*اي (Shell-and-Tube)، داراي دو مشكل عملكرد پايين حرارتي (Thermal Deficiency) و جرم*گرفتگي داخل لوله*ها (Fouling)، به*خصوص در هنگام كاركرد با سيالات كثيف يا حساس به دما مي*باشند.

يكي از روش*هاي كاربردي و موثر در بهبود انتقال حرارت و كاهش جرم گرفتگي، استفاده از وسايل افزايندة انتقال حرارت (Tabulators) است. اين وسايل به آساني در داخل لوله*هاي مبدل*هاي پوسته-*لوله*اي نصب مي شوند و در زمان توقف واحدها (Overhaul)، به*راحتي قابل بيرون كشيدن و تميز كاري و نصب مجدد مي*باشند.

 

اين روش كاربردي، امروزه به عنوان تكنولوژي HTE يا Heat Transfer Enhancement شناخته شده است كه تحت ليسانس شركت*هاي مختلف، بيش از يك دهه براي به*كارگيري در صنايع مختلف نفت و گاز و پتروشيمي و حتي نيروگاه*ها توصيه و تبليغ مي*گردد. شايان ذكر است كه در حال حاضر، تنها در آمريكا بيش از 50 پالايشگاه و 6 واحد پتروشيميايي از مزاياي اين تكنولوژي بهره برده*اند. البته استفاده از اين تكنولوژي محدود به آمريكا نبوده و در بسياري از پالايشگاه*ها و مراكز پتروشيمي كشورهاي اروپايي و حتي در آسيا (به*طور مشخص تايلند، مالزي و ژاپن) نيز اين تكنولوژي به*كار گرفته شده است.

 

اصول و مباني تكنولوژي HTE

 

 

اساساً روش*هاي متعددي براي افزايش بازدهي مبدل*هاي حرارتي ارائه شده است كه به دليل هزينه كمتر نسبت به روش*هاي ديگر و عدم استفاده از ساير منابع انرژي نظير برق، جنبه*هاي اجرايي استفاده از وسايل افزاينده انتقال حرارت براي مهندسان در صنايع، بسيار پرجاذبه*تر تشخيص داده شده است. اين وسايل كه با اشكال هندسي خاصي طراحي مي*شوند، درون لوله*هاي مبدل قرار داده مي*شوند.

 

ايجاد سرعت*هاي چرخشي در جريان سيال و افزايش اختلاط به*خصوص در نزديكي ديواره*هاي داخلي لوله*هاي مبدل، نهايتاً سبب مي*گردد كه از سرعت ته*نشيني ذرات كاسته شده و از تشكيل لايه مرزي نيز جلوگيري گردد. فرصت نيافتن سيال براي تشكيل لاية مرزي كه خود از مقاومت*هاي مهم در برابر انتقال حرارت محسوب مي*شود، از دلايل عمدة افزايش نرخ انتقال حرارت ميان سيال درون لوله و پوسته مي*باشد. به*علاوه، افزايش سرعت شعاعي و محوري در جريان سيال داخل لوله باعث نوعي يكنواختي در توزيع دما در طول لوله و در هر مقطع از آن مي*گردد. لذا در برخي از مكانيزم*هاي تشكيل جرم گرفتگي درون لوله*هاي مبدل*ها، نظير كك زدن (Cocking)، كه دليل اصلي آن به*وجود آمدن نقاط داغ موضعي در سطح لوله (Hot Spot) است، استفاده از اين وسايل باعث جلوگيري از اين پديده شده و نهايتاً سبب بهبود انتقال حرارت در طول لوله مي*گردد.

 

 

وسايل افزايندة انتقال حرارت در انواع مختلفي طراحي مي*شوند كه هر يك بسته به ساختمان طراحي خود، با مكانيزم خاصي سبب افزايش انتقال حرارت و كاهش همزمان جرم*گرفتگي در لوله*ها مي|*گردند.

 

اين وسايل نه*تنها در لوله*هاي مبدل*هاي پوسته-*لوله*اي بلكه در كولرهاي هوايي، جوش*آورها، چگالنده*ها، و كوره*هاي احتراقي نيز به طور عملي استفاده مي*شوند.

 

نكته قابل توجه اين است كه بيشتر سيالاتي كه مورد سرمايش و گرمايش قرار مي*گيرند، داراي ويسكوزيتة نسبتاً بالايي مي*باشند، يا در مواردي كه سيالات كثيف (Foul ant) بوده، ضريب انتقال حرارت اين سيالات در جريان لوله نسبتاً پايين مي باشد. لذا در چنين مبدل*هايي، انتقال حرارت براي طرف لولة كنترل كنندة سرعت انتقال حرارت مي*باشد. بنابراين استفاده از دستگاه*هاي افزايندة انتقال حرارت، موجب بهبود و مزيتي براي رفع هر دو نقيصة مزبور در مبدل*هاي پوسته-*لوله*اي خواهد بود.

 

موارد به*كارگيري تكنيك HTE

 

اصولاً به*كارگيري و مزاياي ناشي از به*كار بردن اين وسايل در لوله*هاي مبدل*هاي پوسته- لوله*اي در دو زمينة زير قابل توجه مهندسان بوده است:

 

1- در بهبود كاركرد مبدل*هاي حرارتي موجود، مزاياي عمده*اي در فرآيند مربوط به نصب اين وسايل در درون لوله*ها و سپس كاهش تعداد گذر*هاي طرف لوله به*صورت زير حاصل مي*گردد:

 

- كاهش رسوب گرفتگي در لوله*ها

 

 

- رساندن درجة حرارت*هاي سيالات خروجي از طرف لوله و طرف پوسته به دماهاي مورد نظر در طراحي (Spec.)و حتي فراتر از آن

 

- افزايش ظرفيت واحدها (Revamping) با بالا بردن دبي جريانها در مبدل*ها، به*خصوص وقتي كه مبدل*ها، دستگاه*هاي حرارتي گلوگاهي (Bottleneck) فرآيند محسوب مي*شوند.

 

- افزايش بار حرارتي دستگاه*هاي تبادل حرارتي و اصلاح شبكة مبدل*هاي حرارتي (Retrofitting) و نهايتاً كاهش مصرف آب و بخار (Utilities) در يك فرآيند.

 

2- مزاياي ناشي از به*كارگيري اين تكنولوژي در طراحي اولية مبدل*ها (Grassroots Design)

 

- كاهش سطح انتقال حرارت مورد نياز به مقدار بسيار قابل ملاحظه

 

- كاهش تعداد پوسته*ها و گذرهاي طرف لولة مبدل و ساده*تر شدن ساختمان مبدل در طراحي

 

- كاهش نيروي محركة دمايي LMTD كه به*طور مثال در مبدل*هاي بخاري(Steam heaters) ، نياز به تامين بخار فشار بالا را منتفي خواهد نمود.

 

نمونه هاي عملي از به*كارگيري اين تكنولوژي در صنايع (Case Studies)

 

در ذيل، چهار مثال مجزا جهت نشان دادن مزاياي به*كارگيري اين تكنيك در صنايع مختلف نفت و گاز پتروشيمي آورده شده است. به*طوري*كه ملاحظه مي*شود، استفاده از تكنولوژي HTE در حل مشكلات حرارتي و عملياتي، نظير جرم گرفتگي مبدل*ها كاملاً موفق بوده است.

 

مثال اول) پالايشگاه نفت گرنبي موس در اسكاتلند

 

شركت نفت انگلستان (B.P) امكان رسوب*گرفتگي ناشي از كريستالي شدن تركيبات هيدروكربوري سنگين (واكس) را با طراحي يك كولر هوايي مناسب و استفاده از اين تكنولوژي حذف نموده است.

 

شرح مثال 1

 

مثال دوم) پالايشگاه نفت لينجن در آلمان

 

با تلفيق اين تكنولوژي و با استفاده از بافل*هاي حلزوني نه تنها از ميزان رسوب گرفتگي در لوله*هاي مبدل كاسته شده، بلكه طراحي با اين تلفيق، منجر به داشتن تعداد كمتري از پوسته*هاي مبدل شده است.

 

شرح مثال 2

 

مثال سوم) پالايشگاه اونتاريا در كانادا

 

استفاده از اين تكنولوژي منجر به داشتن مبدلي فشرده*تر و بدون نيازمندي به نگهداري و بازرسي در عمليات كراكينگ كاتاليستي گازوييل سنگين (HCGO) شده است.

 

شرح مثال 3

 

مثال چهارم) تاسيسات ذخاير گاز لنچات در بلژيك

 

استفاده از اين تكنولوژي منجر به بهبود كاركرد مبدل مياني تنها با يك پوسته در عمليات آبگيري از گاز شده است.

 

 

اقدامات انجام شده در پژوهشگاه صنعت نفت

 

 

پژوهشكدة گاز پژوهشگاه صنعت نفت در راستاي ايجاد و توسعة دانش فني اين تكنولوژي در كشور قدم*هاي اساسي برداشته كه نهايتاً موجب ثبت اين تكنولوژي در ايران (به شماره پروژه*هاي 71010108 و 71010110 و شماره ثبت 26156 مورخه 16/10/78) شده است. محورهاي اساسي در مجموع فعاليت*هاي انجام شده به قرار زير است:

 

1) اراية سمينار و كارگاه*هاي آموزشي

 

به منظور آشنايي مهندسان و كارشناسان مختلف و علاقه*مند به اين تكنولوژي, سمينارها و كارگاه*هاي مختلفي در سطح صنايع نفت و گاز و پتروشيمي برگزار شده است.

 

2) ساخت وسائل افزاينده انتقال حرارت

 

با تلاش و پيگيري*هاي انجام شده تكنيك ساخت و پارامترهاي توليدي يكي از مهمترين انواع وسائل افزايندة انتقال حرارت بدست آمده است. در حال حاضر توانايي ساخت اين وسائل در ابعاد مختلف و با فشردگي*هاي متفاوت و براي هر دامنه**اي از نياز فراهم آمده است.

 

3) تعيين مشخصة عملكرد هيدروليكي- حرارتي وسائل مذكور

 

پس از ساخت اين وسائل به منظور برآورد مشخصات عملكردي وسائل افزايندة انتقال حرارت يك سيستم آزمايشگاهي (Test Rig) طراحي و ساخته شد. بدين ترتيب اطلاعات دقيق عملياتي براي هر وسيله قابل حصول خواهد بود.

 

4) تهية نرم*افزار RIPI-HEX

 

جهت تعيين پتانسيل بكارگيري اين تكنيك در مبدل*هاي پوسته- لوله*اي و براي شرايط طراحي (Design) و عملكردي (Rating) نرم*افزاري تهيه و تدوين شد. با كمك اين نرم*افزار امكان بررسي هر يك از حالات توصيف*شده در شرايطي كه افزايش راندمان حرارتي مبدل مدنظر باشد، قابل بررسي خواهد بود.

 

در حال حاضر پژوهشگاه صنعت نفت امكان پيش بيني و تخمين ميزان پتانسيل سودمندي ناشي از بكارگيري اين تكنيك را براي مبدل*هاي معرفي*شده از سوي صنايع مختلف را دارا مي*باشد.

 

منابع مطالعاتي بيشتر:

 

1-M.R.Jafari Nasr, G.T. Polley, “An Algorithm for Cost Comparison of Optimized Shell-and-Tube Heat Exchangers with Tube Inserts and Plain Tubes,” Chem.Eng.Technol. 23,(3), 2000.

 

2-G.T.Polley, M.R.Jafari Nasr and A.Terranova, “Determination and Applications of the Benefits of Heat Transfer Enhancement,” IChemE, Vol.72, Part A, pp.616-620, Sept., 1994.

 

3-M.R. Jafari Nasr, A.T.Zoghi,“Performance Improvement of Tehran Refinery Pre-heater Exchangers Using Heat Transfer Enhancement”, No.41, Summer 2001.

 

4-M.R.Jafari Nasr, G.T. Polley and A.T. Zoghi , “Performance Evaluation of Heat Transfer Enhancement (H.T.E. Technology),” 14th International Chemical and Process Engineering Congress, CHISA, Parha, Czech Republic, 27-3 Aug. , 2000

[ramtinteymouri 203]

مقدمه :

مبدل های حرارتی برای انتقال حرارت موثر بين دو سيال (گاز يا مايع) به ديگری استفاده می گردند.

در مبدل های حرارتی دو سیال با دمای متفاوت وجود دارد که این دستگاه شرایطی را فراهم می آورد تا تبادل گرما میان دو سیال بر قرار شود. معمولا مبدل های حرارتی به منظور خنک کردن سیال گرم و یا گرم کردن سیال با دمای پایین تر و یا هر دو ، مورد استفاده قرار می گیرند.

مبدل حرارتی از طریق یک سطح واسط موجب انتقال انرژی میان دو سیال می شود . مبدل ها از نظر میزان سطح انتقال حرارت ( سطح واسط ) به دو نوع معمولی و فشرده تقسیم بندی می شوند . در صورتی که سطح انتقال حرارت بیشتر از 700 متر مربع بر متر مکعب باشد مبدل را فشرده می گویند .

 

مبدل های حرارتی در صنایع مختلف از جمله نیروگاه های برق ، پالایشگاه ها ، صنایع پتروشیمی، صنایع غذایی و دارویی ، صنایع ذوب فلز و... بصورت گسترده به کار می روند .

مبدل های حرارتی در دستگاه های مختلف نظیر دیگ بخار ، مولد بخار ، کندانسور ، اواپراتور ، تبخیر کننده ها ، برج خنک کن ، پیش گرم کن فن کویل ، خنک کن و گرم کن روغن ، رادیاتور ها ، کوره ها و ... کاربرد فراوان دارد.

 

کاربرد اصول انتقال حرارت در طراحی تجهیزات برای مقاصد خاص مهندسی اهمیت بسیار زیادی و هدف از به کارگیری اصول انتقال حرارت در طراحی، تلاش برای رسیدن به هدف توسعه تولید برای سوددهی اقتصادی است. در حقیقت دانستن نوع مبدل براساس سیال هایی که از آن عبور می کنند نقش مهمی در طراحی و محاسبات اقتصادی مبدل های حرارتی به دنبال خواهد داشت.

 

« استاندارد های مرتبط » :

TEMA - که توسط انجمن توليد کنندگان مبدل های لوله ای (امريکا) تدوين شده است. برای طراحی و ساخت مبدل های پوسته لوله ای مورد استفاده قرار می گيرد.

 

API 660 - که توسط انجمن نفت امريکا تدوين شده است و برای طراحای و ساخت مبدل های پوسته لوله ای استفاده می گردند.

 

API 661 - که توسط انجمن نفت امريکا تدوين شده است و برای طراحای و ساخت مبدل های هوا خنک استفاده می گردند.

 

ASME Sec VIII - كه براي طراحي مكانيكي مبدل ها حرارتي فشار بالا استفاده مي گردد.

 

کاربرد مبدل های حرارتی :

به طورکلی مبدل های حرارتی یابرای گرمایش یا سرمایش جریان استفاده می شوند .

 

مبدل های حرارتی سرد کننده :

 

- خنک کننده (Cooler) :

در این نوع مبدل درجه حرارت بدون اینکه حالت سیال عوض شود کاهش می یابد . به عبارت دیگر قسمتی از گرمای محسوس سیال گرفته می شود . اگر عمل سرد کردن توسط آب صورت گیرد به آن کولر آبی (Water Cooler) می گویند و دارای ساختمان معمولی مبدل های حرارتی پوسته و لوله می باشد .

 

- چگالنده (Condenser) :

وظیفه این مبدل تبدیل بخار به مایع است و بر این اساس لازم است که گرمای نهان تبخیر یک بخار را جذب تا به مایع تبدیل شود . این مبدل می تواند ساختمان یکی از انواع خنک کننده های آبی یا هوایی را داشته باشد و معمولا" به طور افقی نصب می شوند .

- سرد کننده (Chiller) :

می دانیم هر مایعی که بخواهیم تبخیر شود احتیاج به انرژی حرارتی دارد و اگر این انرژی را از محیط بگیرد به ناچار محیط سرد خواهد شد ، در صنایع نفت برای تولید سرما از مایعات نفتی مثل پروپان و بوتان که در شرایط متعارفی بخارند استفاده می شود .

سرد کننده دارای ساختمان پوسته و لوله بوده و در قسمت فوقانی پوسته دارای فضایی جهت تبخیر پروپان می باشد. مایع پروپان از ته مبدل وارد و در اطراف لوله ها تبخیر و تولید سرما می کند .

مبدل های حرارتی گرم کننده :

تمام مبدل های حرارتی که وظیفه افزایش درجه حرارت مواد را به عهده دارند در حقیقت گرم کننده (Heater) می باشند . مانند جوشاننده ، تبخیر کننده ، کوره و ...

 

- جوشاننده (Reboiler) :

این مبدل بر خلاف تبخیر کننده (Vaporizer) ، تنها جزئی از کل مایع را که مورد نظر می باشد به حالت بخار تبدیل می کند . جوشاننده ها معمولا" دارای ساختمان لوله و پوسته و به قسمت پایین برج تفکیک متصل می شود .

 

اجزاء مختلف مبدل ها :

- لوله ها (Tubes) :

جنس ، تعداد ، قطر ، طول و ضخامت لوله ها به طبیعت سیال ( خورنده یا بی اثر ، تمیز یا کثیف و ... ) مقدار جریان سیال ، فشار و درجه حرارت سیال و بار حرارتی مبدل بستگی دارد . لوله ممکن است به صورت راست ( دو سر باز) یا به شکل U روی صفحه ای به نام Tube Sheet پرس یا جوش داده شوند . لوله ها معمولا" از جنس فولاد یا مس و گاهی نیز از گرافیت یا تفلون ساخته می شوند .

 

- پوسته (Shell) :

جنس ، قطر ، ضخامت و حجم پوسته به طبیعت سیال ، مقدار جریان سیال ، فشار و درجه حرارت سیال و مشخصات دسته لوله (Tube Bundle) از نظر قطرو طول آن بستگی دارد . نوع کاربرد نیز تعیین کننده خواهد بود . از جمله پوسته مبدل های از نوع تبخیر کننده و همینطور جوشاننده دارای فضای تبخیر می باشند.

 

- صفحه لوله (Tube Sheet) :

صفحه ای دایره ای شکل که سر لوله ها روی آن قرار می گیرد ، جنس و ضخامت و قطر این صفحه به جنس لوله ها ، تعداد لوله ها و نوع مبدل حرارتی بستگی دارد . لوله ها ممکن است به آن جوش داده شده یا توسط فلانج به آن متصل باشد.

لوله ها عموما" با دو آرایش مربعی یا مثلثی روی صفحه لوله ها نصب می گردند . در آرایش مربعی کمترین مقاومت در مقابل جریان و در نتیجه حداقل افت فشار به وجود می آید . یکی از معایب آرایش مربعی قرار گرفتن نعداد کمتر لوله در یک سطح معین می باشد .

وقتی که آرایش لوله ها مثلثی باشد ،افت فشار جریان پوسته بیشترازوقتی است که آرایش مربعی باشد ، اما میزان انتقال حرارت در آرایش مثلثی بیشتر است .

 

- کانال (Channel) :

جریان سیال به داخل لوله ها از طریق کانال صورت می گیرد . تعداد یک یا دو کانال در هر مبدل موجود است . در مبدل های حرارتی چند گذره (Multipass) از یک صفحه تقسیم کننده جریان استفاده می شود تا کانال به دو یا چند قسمت تقسیم شود .

 

- تیغه (Baffle) :

تیغه ها به شکل دایره برش خورده یا دیسک و حلقه (Disc & Ring) ساخته می شوند . برای افزایش زمان تبادل حرارتی بین لوله ها و سیال درون پوسته از تعداد معین و مناسبی تیغه استفاده می شود . تیغه ها در داخل پوسته قرار گرفته و لوله ها از میان سوراخ های آنها که به تعداد لوله ها می باشند عبور می کنند . این صفحات دو نقش عمده دیگر نیز به عهده دارند .

با ایجاد جریان های متقاطع مقاومت فیلمی تشکیل شده روی لوله ها را از بین برده و ضریب انتقال حرارت را بالا می برند . همینطور لوله ها را نگهداشته و از خم شدن آنها جلوگیری می کنند .

 

- تیغه های طولی (Longitudinal Baffle) :

گاهی اوقات برای تقسیم کردن جریان پوسته به دو یا سه گذر قرار می گیرند .

 

- سر پوسته (Shell Head) :

معمولا" به شکل نیمکره ساخته شده و به وسیله پیچ و مهره به پوسته وصل می شود و در مواقع لزوم برای بازرسی لوله ها برداشته می شود .

 

« دسته بندی مبدل های حرارتی » :

 

1) بر مبنای پیوستگی یا تناوب جریان:

جریان سیال داخل مجاری مبدل های حرارتی پیوسته یا متناوب است. در مبدل های حرارتی با جریان پیوسته مجاری سیال گرم و سرد از هم تفکیک شده اند، به طوری که سیال گرم در مجاری مخصوص خود و سیال سرد نیز در مجاری مربوط به خود جریان دارند. دو مجرای جریان توسط یک جداره لوله یا یک ورق از هم جدا شده اند.

 

2) بر مبنای پدیده انتقال:

تبادل انرژی بین دو سیال به صورت تماس مستقیم یا غیرمستقیم صورت می گیرد:

در نوع مستقیم : حرارت بین دو سیال که با هم تماس مستقیم دارند مبادله می شود. معمولا یکی از این دو سیال گاز و دیگری مایع است که با فشار بخار خیلی پایین و پس از تبادل حرارت به سادگی قابل تفکیک هستند.

در نوع غیرمستقیم : حرارت ابتدا به یک سطح جامد نفوذ ناپذیر منتقل می شود و سپس از آن به سیال سرد انتقال می یابد.

 

3) بر مبنای ساختمان مبدل:

در بسیاری مواقع مبدل های حرارتی بر مبنای ساختمان تقسیم بندی می شوند. مبدل های حرارتی از نظر ساختمان به چهار دسته تقسیم بندی می شوند که عبارت اند از :

3-1) مبدل های حرارتی لوله ای (Pipe Heat Exchanger)

3-2) مبدل های حرارتی صفحه ای (Plate Heat Exchanger)

3-3) مبدل های حرارتی پره ای (Fin Heat Exchanger)

3-4) بازیاب حرارتی (Heat Recovers)

 

 

4) بر مبنای نوع جریان :

که شامل موارد زیر می شود :

4-1) جریان همسو (Co-Current)

4-2) جریان ناهمسو (Counter Current)

4-3) جریان متقاطع (Cross Current)

 

3-1) مبدل های حرارتی لوله ای ( Pipe Heat Exchanger ) :

در این مبدل ها اساس انتقال حرارت از نوع غیر مستقیم می باشد و مکانیزم انتقال حرارت جابه جایی می باشد. این نوع از مبدل ها که در صنعت کاربرد بیشتری دارند خود به چند دسته ی مختلف تقسیم بندی می شوند :

3-1-1) تک لوله ای

3-1-2) دولوله ای

3-1-3) لوله مار پیچ

3-1-4) لوله و پوسته

3-1-5) چند لوله ای

[ramtinteymouri 203]

3-1-2) مبدل های حرارتی دو لوله ای (Double tube" heat exchanger") :

ساده ترین نوع مبدلی که در صنعت ساخته می شود مبدل حرارتی دو لوله ای است که به آن مبدل سنجاق سری نیز گفته می شود . که از دو لوله ی هم محور و به شکل U تشکیل شده است . در این نوع مبدل یکی از سیال ها از درون لوله و سیال دیگر از مجاری بین دو لوله عبور می کند و به این ترتیب عمل انتقال حرارت صورت می پذیرد .

مبدل های حرارتی دو لوله ای زمانی کاربرد دارند که سطح تبادل کمی مورد لزوم باشد و در سرمایش و گرمایش هوا یا گازها کاربرد دارند.

از مزایای این نوع مبدل ها می توان به ساخت آسان و هزینه نسبتا کم ، محاسبات و طراحی آسان ، کنترل ساده جریانهای سیال در دو مسیر ، نگهداری و تمیز کردن آسان و کاربرد در فشارهای زیاد اشاره کرد .

در صنعت معمولا برای سیالاتی که رسوب زا هستند از این نوع مبدل ها استفاده می شود .

 

 

3-1-3) مبدل های حرارتی لوله مارپیچ ( "hellflow splral" heat exchanger) :

این نوع ازمبدل های حرارتی از یک یا چند حلقه لوله مارپیچ تشکیل شده اند که ابتدا وانتهای این لوله مارپیچ به لوله اصلی ورودی و خروجی متصل می شود و محفظه ای اطراف آن را می پوشاند . معمولا جنس لوله های مارپیچ از فولاد کربن دار یا مس و آلیاژ های آن یا فولاد زنگ نزن و آلیاژهای نیکل می باشد .

معمولا ابعاد این دسته از مبدل ها در مقایسه با سایر مبدل های لوله ای کمتر است زیرا انتقال حرارت در مسیر های منحنی و پیچ دار بیشتر از مسیر مستقیم است .

 

از معایب و مزایای این نوع از مبدل ها می توان به موارد زیر اشاره کرد :

 

معایب :

1- به دلیل کوچک بودن لوله مار پیچ تعمیر و جوشکاری آنها مشکل و زمانبر است.

2- بدلیل مارپیچ بودن لوله ها تمیز کردن انها عملا مشکل است.

 

مزایا :

1- راندمان بالا.

2- مونتاژ آسان.

3- مقاومت مکانیکی در مقابل انبساط و انقباض.

4- مناسب برای دبی های کم و بارهای حرارتی پایین.

[ramtinteymouri 203]

3-1-4) مبدل های حرارتی لوله و پوسته :

نوعی از مبدل های حرارتی که در صنایع فرآیندهای شیمیایی بسیار مورد استفاده قرار می گیرد از نوع پوسته- لوله می باشد.

یک سیال در لوله ها جریان می یابد در حالی که سیال دیگر درون پوسته و از روی لوله ها عبور می کند. جهت اطمینان از این که سیال درون پوسته از روی لوله ها می گذرد و در نتیجه انتقال حرارت بیشتری صورت می گیرد، موانعی در داخل پوسته قرار داده می شود.

مبدل های حرارتی موجود در صنایع و کارخانجات به خصوص صنعت پتروشیمی ، معمولا" از نوع پوسته و لوله (Shell & Tube) می باشند .

 

از مزایای این مبدل ها می توان به سطح تماس زیاد در حجم کم ،طرح مکانیکی خوب و توزیع یکنواخت فشار و راحتی تمیز کردن آنها اشاره کرد . می توان گفت که ساختمان مبدل ها شامل تعدادی لوله واست که در داخل یک استوانه قرار می گیرند ، و دو سیال مورد نطر که یکی سرد و دیگری گرم است ، بدون اینکه بطور مستقیم با یکدیگربرخورد کنند از طریق دیواره فلزی لوله ها با یکدیگر تبادل حرارت خواهند کرد . به عبارت دیگر یکی از این دو سیال در لوله ها و دیگری در اطراف لوله ها ، درون پوسته جریان خواهد داشت.

 

انواع مبدل های لوله و پوسته :

 

- مبدل های سر ثابت (Fixed Tube Sheet Exchanger) :

در مبدلهای نوع سر ثابت ، صفحه لوله ها به پوسته جوش یا به وسیله پیچ و مهره محکم شده است ، لذا با تغییرات درجه حرارت جائی برای انبساط لوله و پوسته هر یک به طور جداگانه وجود ندارد.

انبساط یا انقباض هر یک از دو جزء فوق به تنهایی ممکن است موجب شکستن و یا خمیدگی لوله ها شود ، لذا اختلاف درجه حرارت دو سیال که با هم تبادل حرارت می کنند نباید زیاد باشد .

برای غلبه بر این مشکل معمولا" از اتصالات انبساطی (Expansion Joint) روی پوسته مبدل استفاده می شود . وقتی که لوله و پوسته سرد شوند اتصال انبساطی و لوله ها منقبض می شوند و کشش وارده بر نقاط جوش خورده کاهش می یابد . به دلیل مشکلاتی که در بازرسی و تمیز کردن مبدل های سر ثابت وجود دارد عموما" در جایی استفاده می شوند که احتمال کثیف شدن پوسته محدود باشد .

 

- مبدل های سر شناور ( Floating Head Heat Exchanger ) :

در این نوع مبدل ، یکی از صفحه لوله ها بین کانال و پوسته پیچ و مهره شده و در وضعیت ثابتی قرار می گیرد ، اما صفحه لوله دیگر در داخل پوسته به صورت شناور در آمده ، امکان انبساط یا انقباض برای هر یک از دو جزء حامل سیال یعنی لوله و پوسته وجود دارد .

از این رو اختلاف درجه حرارت دو سیالی که با هم تبادل حرارت می کنند هر چند که زیاد باشد اشکالی ایجاد نخواهد کرد .

بعد از باز کردن صفحه ثابت ، دسته لوله و سر شناور را می توان مانند واحد یکپارچه بیرون کشید. بدین طریق امکان امکان تمیز کردن و بازرسی قسمت خارجی لوله ها میسر می گردد . ایراد این مبدل ها فاصله نسبتا" زیاد بین پوسته و لوله می باشد .

این فاصله برای تطبیق دادن صفحه شناور لوله ها با پوسته می باشد . چون در این فضا نمی توان لوله ای به کار برد ، این فضا بلااستفاده می ماند و بازده این مبدلها کاهش می یابد .

- مبدل با لوله های U شکل ( U – Tube Exchanger) :

این نوع مبدل حرارتی شامل فقط یک کانال و یک صفحه لوله می باشد. از این رو ورودی و خروجی لوله ها از طریق یک کانال که به دو قسمت تقسیم شده است ، صورت می گیرد . همانطور که از نام این مبدل حرارتی پیدا است لوله ها به شکل حرف لاتین U ساخته می شوند .

با باز کردن پیچ و مهره ها ، کانال از پوسته جدا می شود و صفحه لوله ها و دسته لوله ها را می توان از پوسته خارج نمود به طوری که امکان تمیز کردن و بازرسی قسمت داخلی لوله ها می باشد . از طرفی نمی توان جریان های حاوی مواد جامد (کثیف) را به خاطر ایجاد ساییدگی در خم موجود در لوله ها استفاده کرد .

این مبدل ها برای سیالاتی به کار می روند که اختلاف درجه حرارت زیادی داشته باشند ، زیرا انتهای U شکل لوله ها ، امکان انبساط و انقباض را تا حد زیادی به وجود می آورند .

 

تشخیص نوع و اندازه مبدل های پوسته و لوله :

اندازه مبدل با توجه به کد TEMA با قطر پوسته و طول لوله ها بر حسب اینچ مشخص می شود ، مبدل با اندازه 192 – 23 داری قطر 23 و طول لوله ها 192 اینچ می باشد .

با توجه به نوع سر ثابت (Stationary Head) نوع پوسته (Shell Type) و نوع سر انتهایی (Rear Head) نیز نوع مبدل توسط سه حرف لاتین مشخص می شود .

مثلا" مبدلی با اندازه 192 – 17 نوع AES دارای پوسته ای به قطر 17 اینچ می باشد . این مبدل دارای یک کانال و یک سرپوش قابل جدا کردن می باشد و دارای پوسته ای با یک گذر و دارای سر شناور با دو نیم حلقه می باشد .

 

3-2) مبدل های حرارتی صفحه ای (("plate" heat exchanger :

این مبدل ها از صفحات نازک که کانال های جریان را تشکیل می دهد ساخته شده اند. جریان های سیال توسط صفحات مسطح که یا به صورت صاف یا موج دارند از هم جدا می شود.

این مبدل ها برای انتقال گرما بین گاز، مایع یا جریانهای دو فاز استفاده می شوندو به سه دسته زیر تقسیم می شوند :

3-2-1) صفحه های واشردار (Gasket Plate)

3-2-2) صفحه های حلزونی (Spiral Plate)

3-2-3) لاملا (Lamella)

3-2-1) مبدل های صفحه ای واشردار :

این مبدل ها شامل تعدادی از صفحات نازک با سطح چین دار یا موج دار می باشد که سیال های گرم و سرد را از هم جدا می سازد. صفحات دارای قطعاتی در گوشه ها هستند که به نحوی آرایش داده شده اند که دو ماده ای که بایستی گرما بین آنها مبادله شود، یکی در میان در فضای بین صفحات جریان می یابند.

 

3-2-2) مبدل های صفحه ای حلزونی :

مبدل های صفحه ای حلزونی با پیچاندن دو صفحه بلند موازی به شکل یک حلزونی با استفاده از یک میله اصلی و جوش دادن به لبه های صفحات مجاور به صورتی که یک کانال را تشکیل دهند، شکل داده می شوند.

 

3-2-3)مبدل های لاملا :

مبدل های گرمایی لاملا شامل مجموعه کانال های ساخته شده از صفحات فلزی نازک است که به طور موازی جوشکاری شده اند و یا به شکل لاملا (لوله های تخت یا کانال های مستطیلی) می باشند که به صورت طولی در یک پوسته قرار گرفته اند.

 

3-3) مبدل های حرارتی پره ای ( ( flat plate exchanger :

نوع مبدل های پره دار عمدتا برای کاربردهای گاز- گاز استفاده می شود. در اکثر کاربرد ها کاهش جرم و حجم مبدل از اهمیت ویژه ای برخوردار است. به دلیل دست یافتن به این کاهش حجم و وزن، مبدل های فشرده گرما همچنین به صورت وسیع در تبرید با دمای خیلی کم، بازیابی انرژی، صنایع فرآیندی، تبرید و سیستم های تهویه مطبوع استفاده می گردند. مبدل های صفحه ای پره دار برای استفاده در توربین گازی، نیروگاه های هسته ای و مهندسی پیشرانه و تبرید و گرمایش و تهویه سیستم های بازیابی گرمای اضافه و صنایع شیمیایی و سرمایش کاربرد دارند. این مبدل ها به چهار دسته زیر تقسیم می شوند :

1) پره ساده (Plain Fin)

2) پره ساده سوراخ دار (Plain Perforated Fin)

3) پره دندانه ای یا کنگره ای (Serrated Fin) 4) پره های جناغی یا موجی شکل (Herring Bake Fin)

 

4) «مبدل های حرارتی براساس نوع جریان» :

4-1) جریان همسو (هم جهت) :

در این نوع مبدل ها سیال سرد و گرم هر دو در یک جهت حرکت می کنند و در حین عبور از مبدل تبادل حرارتی انجام می دهند.

 

4-2) جریان ناهمسو (مخالف جهت) :

در این نوع مبدل سیال سرد در یک جهت و سیال گرم در جهت عکس آن وارد مبدل می شود و بدین ترتیب تبادل حرارتی صورت می پذیرد. در شرایط یکسان برای یک مبدل با جریان ناهمسو میزان انتقال حرارت بیشتر خواهد بود.

 

4-3) جریان متقاطع :

چنانچه یک سیال در لوله و سیال دیگر به صورت عمود بر لوله ها جریان داشته باشد، نوع جریان متقاطع خواهد بود. مبدل های حرارتی با جریان متقاطع در گرمایش و سرمایش هوا یا گازها کاربرد وسیعی دارند.

[Mr. Specific 43573]

سلام

اگه ممکنه یکی یه مطلب خوب در مورد روشهای تمیزکاری مبدلهای حرارتی بذاره که دانلود کنم

برای ارائه میخوام

برای درس مبدل های حرارتی

همه متون انگلیسیه

و وقت ترجمه رو واقعا ندارم ( البته حالش رو بیشتر ندارم)

باید در حد 10-15 صفحه با پاورپوینت پرزنت کنم

مرسی:ws2:

[M!Zare 48037]

من مطلب ندارم.اما لینک یکسری فیلم در مورد مبدل دارم که در اولین فرصت قرار میدم

[Mr. Specific 43573]

مرسی

خوبه

منتظرم

[M!Zare 48037]

1http://rapidshare.com/files/136019626/h.part01.rar

2-http://rapidshare.com/files/136027119/h.part02.rar

3-http://rapidshare.com/files/136242375/h.part03.rar

4-http://rapidshare.com/files/136033954/h.part04.rar

5-http://rapidshare.com/files/136036189/h.part05.rar

6-http://rapidshare.com/files/136039113/h.part06.rar

7-http://rapidshare.com/files/136041975/h.part07.rar

8-http://rapidshare.com/files/136046489/h.part08.rar

9-http://rapidshare.com/files/136049235/h.part09.rar

10-http://rapidshare.com/files/136051899/h.part10.rar

11-http://rapidshare.com/files/136054836/h.part11.rar

12-http://rapidshare.com/files/136057483/h.part12.rar

13-http://rapidshare.com/files/136197531/h.part13.rar

14-http://rapidshare.com/files/136199732/h.part14.rar

15-http://rapidshare.com/files/136201280/h.part15.rar

16-http://rapidshare.com/files/136203146/h.part16.rar

17-http://rapidshare.com/files/136205573/h.part17.rar

18-http://rapidshare.com/files/136209918/h.part18.rar

19-http://rapidshare.com/files/136211507/h.part19.rar

20-http://rapidshare.com/files/136212906/h.part20.rar

21-http://rapidshare.com/files/136215497/h.part21.rar

22-http://rapidshare.com/files/136217231/h.part22.rar

23-http://rapidshare.com/files/136219989/h.part23.rar

24-http://rapidshare.com/files/136222152/h.part24.rar

25-http://rapidshare.com/files/136224395/h.part25.rar

26-http://rapidshare.com/files/136226549/h.part26.rar

27-http://rapidshare.com/files/136229130/h.part27.rar

28-http://rapidshare.com/files/136231848/h.part28.rar

29-http://rapidshare.com/files/136234458/h.part29.rar

30-http://rapidshare.com/files/136237393/h.part30.rar

31-http://rapidshare.com/files/136240288/h.part31.rar

32-http://rapidshare.com/files/136244610/h.part32.rar

33-http://rapidshare.com/files/136014415/h.part33.rar

[M!Zare 48037]

راستی همش با همه.ولی خوبیش اینه که زبانش فارسیه

[Mr. Specific 43573]

1http://rapidshare.com/files/136019626/h.part01.rar

2-http://rapidshare.com/files/136027119/h.part02.rar

3-http://rapidshare.com/files/136242375/h.part03.rar

4-http://rapidshare.com/files/136033954/h.part04.rar

5-http://rapidshare.com/files/136036189/h.part05.rar

6-http://rapidshare.com/files/136039113/h.part06.rar

7-http://rapidshare.com/files/136041975/h.part07.rar

8-http://rapidshare.com/files/136046489/h.part08.rar

9-http://rapidshare.com/files/136049235/h.part09.rar

10-http://rapidshare.com/files/136051899/h.part10.rar

11-http://rapidshare.com/files/136054836/h.part11.rar

12-http://rapidshare.com/files/136057483/h.part12.rar

13-http://rapidshare.com/files/136197531/h.part13.rar

14-http://rapidshare.com/files/136199732/h.part14.rar

15-http://rapidshare.com/files/136201280/h.part15.rar

16-http://rapidshare.com/files/136203146/h.part16.rar

17-http://rapidshare.com/files/136205573/h.part17.rar

18-http://rapidshare.com/files/136209918/h.part18.rar

19-http://rapidshare.com/files/136211507/h.part19.rar

20-http://rapidshare.com/files/136212906/h.part20.rar

21-http://rapidshare.com/files/136215497/h.part21.rar

22-http://rapidshare.com/files/136217231/h.part22.rar

23-http://rapidshare.com/files/136219989/h.part23.rar

24-http://rapidshare.com/files/136222152/h.part24.rar

25-http://rapidshare.com/files/136224395/h.part25.rar

26-http://rapidshare.com/files/136226549/h.part26.rar

27-http://rapidshare.com/files/136229130/h.part27.rar

28-http://rapidshare.com/files/136231848/h.part28.rar

29-http://rapidshare.com/files/136234458/h.part29.rar

30-http://rapidshare.com/files/136237393/h.part30.rar

31-http://rapidshare.com/files/136240288/h.part31.rar

32-http://rapidshare.com/files/136244610/h.part32.rar

33-http://rapidshare.com/files/136014415/h.part33.rar

 

میخوام فردا برم دانلودش کنم

اگه خوب باشه هموینو میخوام به عنوان سمینار ارائه بدم

[mim-shimi 25686]

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

Heat Exchanger Rating Calculator

 

لینک :

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[spow 44197]

پروژه طراحی مبدل های حرارتی .......انواع مبدلها بر اساس نوع ساختمان و نحوه عملکرد ..بر اساس tema...تمیز کردن و تعمیرات و بازرسی و غیره .....

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[spow 44197]

اینم یه فایل در این زمینه

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[spow 44197]

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[butterfly_majid 243]

اسماعیل جان کتابی هست درباره خوردگی مخازن و مبدل ها که توی اون درباره تمیز کاری هم توضیحاتی داده . اگه شد اسمش رو واست گیر میارم. کتاب خیلی خوبی بود.

[spow 44197]

یه سری مطلب فارسی درمورد مبدلهای حرارتی که دوست عزیزمون pink83 برام فرستاده بود رو گذاشتم میتونی از اونا هم استفاده کنی

[spow 44197]

مقدمه

 

در اثر عملكرد اجزاء سيستم هيدروليك با بازده كمتر از 100%، گرما توليد مي‌شود. حتي در سيستمهايي كه از طراحي خوبي نيز برخوردار هستند، مقدار افت توان به 20 تا 30% كل توان ورودي خواهد رسيد. بعنوان مثال طي عبور سيال از شيرهاي تناسبي و سرو، 60 تا 80% توان به گرما تبديل مي‌شود. با توجه به وجود منابع مختلف توليد گرما مانند پمپ، شير اطمينان، شير كنترل سرعت و يا در اثر مجاورت سيستم با منابع گرمازا، امكان افزايش درجه حرارت روغن هيدروليك به بيش از حد مجاز (110 تا 0f 150) وجود دارد. افزايش غير مجاز درجه حرارت باعث اكسيداسيون روغن هيدروليك و نازك شدن بيش از حد فيلم روغن گشته و موجب آسيب ديدن آب بندها و قطعات متحرك مي‌گردد. هنگاميكه مخزن و خطوط لوله نتوانند كل حرارت توليد شده در سيستم را دفع نمايند، بايد با استفاده از خنك كننده‌ها كه عموماً مبدلهاي حرارتي ناميده مي‌شوند، نرخ دفع حرارت از سيستم را افزايش داد. خنك كننده‌هاي هوائي و آبي دو نوع اصلي از مبدلهاي حرارتي مي‌باشند.

در برخي موارد نيز كه درجه حرارت محيط با پايين‌تر از صفر درجه فانهايت مي‌رسد، بايستي سيال هيدروليك بمنظور رسيدن به لزجت مناسب گرم شود. در اين موارد، مبدلها گرمكن ناميده مي‌شوند. در اين مبدلها از آب داغ، بخار و يا الكتريسيته به منظور گرم كردن سيال استفاده مي‌شود. البته پس از گذشت مدتي از شروع به كار سيستم و افزايش گرما در سيستم به دليل افت توان، مي‌توان گرمكن را از مدتر خارج نمود.

با استفاده از يك مبدل حرارتي با اندازه مناسب مي‌توان در زمان و هزينه تعميرات صرفه‌جوئي نمود. بسياري از سيستمهاي هيدروليك بدون استفاده از مبدل قادر به عملكرد نمي‌باشند.

[spow 44197]

خنك كننده هوائي

هنگاميكه در مبدل حرارتي از جريان هوا به منظور دفع گرما استفاده شود، مبدل حرارتي، خنك كننده هوائي نام دارد. مطابق شكل در خنك كننده هوائي سيال هيدروليك از درون لوله‌هاي متصل به پره‌ها توسط پمپ به گردش درمي‌آيد. در اين نوع مدبل جنس لوله‌ها بايستي داراي ضريب هدايبت بالا باشد. البته به دليل بالا بودن مقاومت حرارتي هوا، نرخ انتقال حرارت در مبدل‌هاي هوايي پايين است. طبيعتاً افزايش جريان هوا در اطراف لوله‌ها اين مقاومت حرارتي را كاهش مي‌دهد. مقدار اين كاهش به شرايط جريان آرام (لايه‌اي) يا مغشوش هوا بستگي دارد. استفاده از فن در خنك كننده‌هاي هوائي موجب افزايش نرخ انتقال حرارت مي‌گردد. البته در هر حال، انتقال حرارت توسط هوا بخوبي آب يا روغن نخواهد بود. در مواردي كه استفاده از آب مقرون به صرفه نبوده و يا آب به راحتي قابل دسترس نيست، از كولرهاي هوائي استفاده مي‌شود (بالاخص براي تجهيزات متحرك).

 

 

اين نوع مبدلها مي‌توانند دبي‌هاي تا gpm200 را از خود عبور دهند. با توجه به نياز به مجموعه موتور و فن، مبدلهاي حرارتي هوائي گرانتر از انواع آبي مي‌باشند.

[spow 44197]

خنك كننده آبي

 

شكل 12-2 (الف) يك كولر آبي از نوع لوله و پوسته را نشان مي‌دهد. استفاده از مبدلهاي حرارتي لوله و پوسته بيش از 50 سال قبل در صنعت متداول بوده و بتدريج با افزايش سطح انتقال حرارت و كاهش ابعاد طول كل، هزينه‌هاي ساخت آن كاهش يافته است. يك نمونه از طرحهاي جديد كه با اضافه كردن تعداد زيادي پره به جدار خارجي لوله، سطح انتقال حرارت در آن افزايش يافته، در شكل 12-2 (ب) نشان داده شده است.

 

 

در اين نوع مبدل حرارتي با گردش سيال هيدروليك پيرامون لوله‌هاي حامل سيال خنك كن (آب)، عمل خنك كاري صورت مي‌پذيرد. نحوه عبور جريان و خنك‌كاري در مبدلهاي حرارتي نوع لوله و پوسته كه از آب جهت خنك كردن سطوح داخلي لوله استفاده مي‌شود، در شكل 12-3 نشان داده شده است. بايد توجه داشت كه با عبور سيال خنك كن از داخل لوله، سطح داخلي بتدريج رسوب گرفته و بصورت يك عايق عمل مي‌كند. با استفاده از روشهاي مكانيكي يا شيميائي مي‌توان رسوب اضافي را حذف نموده و بازده مبدل را افزايش داد. در شكل 12-4 نمونه طرحهائي از مبدلهاي حرارتي نشان داده شده است.

ميزان انتقال حرارت لازم براي رسيدن به درجه حرارت مناسب در يك سيستم هيدروليك را مي‌توان به روشهاي مختلف محاسبه نمود. بعنوان مثال مي‌توان گرماي توليد شده در مدت زمان محدودي از عملكرد يك سيستم را از تفاضل كل انرژي ورودي و كار مفيد مكانيكي بدست آورد. بنابراين سيستمهاي هيدروليك با بازده بالا به خنك‌كاري كمتري نياز دارند.

 

 

با توجه به اينكه محاسبه دقيق ميزان تلفات توان و مقدار دفع طبيعي گرما توسط مخزن و لوله‌ها كار پيچيده و شكلي است. بسياري از طراحان، درصد معيني از توان كل سيستم را مبناي محاسبه قرار مي‌دهند. در صد مذكور به پارامترهائي نظير بازده اجزاء، سطح لوله كشي، سطح مخزن و تجارب گذشته وابسته است. با ضرب نمودن اين درصد تجربي در توان كل، ميزان تلفات توان و در نتيجه توليد گرما مشخص مي‌گردد.

پس از تعيين تقريبي ميزان گرما، طراح سيستم مي‌تواند ابعاد و ظرفيت مبدل مناسب را بر مبناي پارامترهاي زير تعيين نمايد:

 

مقدار بار حرارتي روغن

 

دبي روغن

 

حداكثر دماي روغن

 

درجه حرارت محيط طي عملكرد سيستم

 

حداكثر افت فشار مجاز

 

شرايط محيطي مانند وجود سختي در آب، ميزان هواي غير محلول در روغن و ...

چنانچه سيال خنك كن مورد استفاده در مبدل حرارتي، مايع (آب) باشد، سازنده مبدل بايستي موارد زير را نيز بداند:

 

دماي ورودي آب خنك كن

 

دبي آب خنك كن

 

حداكثر افت فشار مجاز

در انتخاب مبدل حرارتي از نوع هوائي يا آبي بايستي موارد زير را نيز مدنظر قرار داد:

 

هزينه‌هاي موتور الكتريكي جهت دوران فن

 

هزينه آب مصرفي، پمپ و هم‌چنين هزينه سختي گيري و خنك كاري آب در صورت لزوم

 

سرو صداي فن خنك كن و هم‌چنين گرماي هواي خروجي از مبدل

 

ايجاد رسوب و گرفتگي در سطوح داخلي لوله‌هاي خنك كن

 

مباحث مربوط به ارتعاش سستم و لوله‌هاي انعطاف پذير

 

• مبدلهاي حرارتي در قسمت كم فشار مدارهاي هيدروليك نصب مي‌گردند. در اين حالت مي‌توان با استفاده از يك شير كنار گذر از مبدل حرارتي در مقابل ضربات فشاري (بويژه هنگام شروع به كار) حفاظت نمود. هم‌چنين مي‌توان مبدل حرارتي را در مدار جداگانه فرعي كه مستقل از مدار اصلي عمل مي‌كند نصب كرد. تخصيص مدار كم فشار جداگانه (با پمپ و خط ورودي جداگانه) و قرار گرفتن مبدل حرارتي در اين مدار باعث مي‌شود كه سيال با عبور از مبدل و بدون تاثيرپذيري از شرايط جريان در مدار اصلي، سيكل خنك كاري را طي نمايد.

• در صورتيكه فضاي كافي براي استفاده از مبدلهاي آبي يا هوائي در دسترس نباشد مي‌توان از تجهيزات مكانيكي يا سيكل تبريد استفاده نمود.

• كاويتاسيون در پمپ و طولاني شدن پاسخ زماني اجزاء سيستم هيدروليك به سيگنالهاي ارسالي، مي‌توانند نشانه‌هائي از افزايش دماي روغن در سيستم باشند.

[spow 44197]

سلام دوستان عزیز

دانلود کتاب بسیار جالبی درزمینه مبدلهای حرارتی

 

انتخاب,طراحی وبررسی مبدلهای حرارتی

 

قبل از اکسپایرشدن لینکها اقدام به دانلود فرمایید

 

 

 

Heat Exchangers: Selection, Rating, and Thermal Design, Second Edition

By Sadik Kakaз, Hongtan Liu

Publisher: CRC | 520 pages | 2002-03-14 | ISBN: 0849309026 | PDF | 22.28 MB

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام