رفتن به مطلب

پست های پیشنهاد شده

[h=2]تاریخچه دیگ بخار[/h]دیگ بخار

 

امروزه از ديگ هاي بخار در صنايع غذايي ،سيستمهاي گرمايشي و نيروگاهها استفاده ميگردد و آنچه مشخص ميباشد اين است كه استفاده از ديگ هاي بخار از اوايل قرن هجدهم ميلادي با پيدايش ماشين هاي بخار در صنعت رايج گرديده است ديگ هاي اوليه از ظرف سر بسته اي از ورقهاي آهني كه بر روي هم برگردانده شده و پرچ شده بودند در اشكال كروي ساده تا انواعي پيچيده تر نظير ديگ هاي واگن وات كه شبيه والگن سر پوشيده اي بود ساخته مي شدند .

 

sb1-1.jpg

 

 

اين ظروف بر روي ديواره اي از آجر بر روي آتش قرار داشتند و براي رساندن حرارت به نقاطي از ظرف كه مقابل آتش نبودن از كانال هاي آجري استفاده مي شد اين ديگ ها را بيرون سوز مي نامند و بزرگترين اشكال آنها ايجاد رسوب و لجن در پايين ترين نقطه يعني بالاي سطح داغ آتش بود كه سبب جلوگيري تماس فلز و آب مي شد كه نتيجه آن بالا رفتن درجه حرارت فلز( حدود 500 درجه سلسيوس) و تغيير شكل و در نهايت سوختن آن بود و هر چند فشار كاري ديگ هاي آنزمان در حدود فشار اتمسفر بود وليكن اين مشكل با عث خراب شدن و يا مواردي تركيدن ديگ مي شد .

 

sb2-1.jpg

با افزايش تقاضا براي توليد ديگ هاي با فشار بالا تر ، ساخت ديگ هايي كه درون سوز بودند آغاز شد كه از استوانه هاي فلزي ساخته مي شدند و كوره نيز به شكل استوانه در درون مخزن استوانه اي قرار ميگرفت و محصولات احتراق كه در آن زمان بيشتر به صورت جامد (زغال سنگ) بودند از روي صفحه اي مشبك به درون كوره انتقال مي يافتند و درون كوره مي سوختند .

 

در اين ديگ هاي بخار اوليه براي بهره برداري از دماي گازهاي خروجي دودكش ، از طريق انتقال آنها از كوره به كانالهاي تعبيه شده در زير مخزن استوانه اي و در نهايت هدايت به سمت دودكش خروجي دیگ بخار اقدام به بالا بردن راندمان مي نمودند وليكن با توجه به اينكه فلز مخزن زير كوره كه به دليل جمع شدن گل ولاي حاصل از آب و كاهش تماس آن با آب مخزن دیگ بخار داراي دماي بيشتري مي شد ، همان مشكل تغيير خاصيت فلز تاحدودي وجود داشت هرچند دماي گازهاي كانال خيلي كمتر از قبل بود.در ادامه فرآيند پيشرفت توليد ديگ هاي بخار صنعتي ، ديگ هاي معروف به لوله آتشي عقب خشك (FireTube &DryBack) طراحي و ساخته شدند كه دراين ديگ ها با قراردادن لوله هاي متعدد داخل مخزن دیگ بخار، گازهاي داغ انتهاي كوره را از داخل آنها عبور داده و در نهايت از قسمت دودكش دیگ بخار خارج مي شدند ولي از مشكلات اين ديگ ها وجود سطح عايقكاري شده در انتهاي كوره بود كه علاوه براتلاف انرژي حرارتي ، حين كار و يا انتقال در اثر لرزش و ضربه هاي ايجاد شده در كوره باعث صدمه ديدن عايق كاري و در نتيجه سوختن فلز انتهاي كوره ميگرديد كه اين مشكل در نسل بعدي ديگ هاي بخار صنعتي با قرار دادن انتهاي كوره در داخل آب تا حدود زيادي مرتفع گرديد و سطح حرارتي ديگ افزايش يافت در اين طرح كه به نام طرح لوله آتشي وعقب تر(FierTube & WetBack) معروف ميباشد به طور معمول بسته به ظرفيت دیگ بخار از لحاظ انرژي حرارتي ورودي ، به دو صورت : دوپاس و سه پاس ، طراحي و ساخته ميشوند راندمان حرارتي در ديگ هاي جديد با اعمال سطح حرارتي قابل قبول وعايق كاري مناسب به حدود 85% قابل دستيابي ميباشد.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

گامي هرچند كوتاه به دنبال دیگ بخار كورنيش تك كوره اي برداشته شد و و آن دیگ بخار بزرگتر دو كوره اي لانكاشير بود كه تحت امتياز FAIRBAIRN و HETHERINGTON در سال 1844 به ثبت رسيد كه تا اوايل دهه 1950 ميدان دار ديگ هاي صنعتي بود. احتمالا بيش از هزار عدد از اين دیگ بخار هنوز در انگلستان كار مي كنند، گرچه امروزه آنها را با نوع پرصرفه تر و چند لوله اي به نام " ECONOMICS" جايگزين مي نمايند.

بايد در نظر داشت كه هر چه سطوح در معرض حرارت ديگ بخار زيادتر باشد مقدار حرارت جذب شده از مصرف مقدار معيني سوخت، يعني بازده بازيافت حرارتي، بيشتر خواهد بود. براي اين منظور تعداد بيشماري لوله هاي باريك كه از آن ها گازهاي گرم جريان دارد و در داخل اب قرار دارند عامل ازدياد سطوح گرم هستند، و در عين حال نيازي به كانال گازهاي گرم در پايين دیگ بخار و دو طرف آن نخواهد بود. اين نوع ديگ ها يكپارچه مي باشند. هر چه لوله ها بلندتر و باريكتر باشند، سطوح انتقال حرارت كارايي بيشتري خواهند داشت. اين ديگ هاي چند لوله اي براي ظرفيت معيني، كم حجم تر از نمونه هاي پيشين خود هستند و نيازي به آجركاري ندارند. اين ديگ ها در كشتيها و لكوموتيوها كه فضا نقش تعيين كننده دارد، كاربرد زيادي دارند.

 

تعدادي از ديگهاي اوليه كشتيها جهت استفاده بيشتر از فضا، داراي سطح مقطع چهار گوش بودند كه بر اثر پارگي گوشه ها، منجر به انفجارات شديد اين ديگها گرديد.

 

ظروف تحت فشار داخلي، تمايل دارند كه به حالت كروي درايند و بنابراين مكانهاي غير كروي ظروف، تحت تنش شديد قرار دارند. نزديكترين شكل عملي و ممكن ديگ هاي بخار، به خصوص اگر انتهاي ديگ ها گنبدي شكل باشد، استوانه است. طرحي از ديگ استوانه اي در اوايل سالهاي 1800 به ثبت رسيد كه هدف آن تحمل فشار 200 bar بود. در اين طرح پيشنهاد شده بود كه چنين استوانه اي بايد از جنس مس و با ضخامت 46 mm ساخته شود، ولي سابقه اي از ساخت اين نوع ديگ در دست نيست . همچنين قرار بود اين ديگ برون سوز باشد كه به نوبه خود موجب مشكلاتي مي گرديد، ولي شكل كروي ديگ، برون سوز بودن ديگ را توجيه نمي كند. امروزه نيز با داشتن آلياژهاي فولادي مختلف، در سطح جهاني از ساخت ديگهاي لوله- آتشي با ضخامت بيش از 22mm كه در معرض آتش يا گازهاي داغ باشد، خودداري مي شود . اين امر به منظور جلوگيري از تنشهاي حرارتي فوق العاده در فلز مي باشد.

sb4-1.jpg

 

سرانجام همه ديگ هاي كشتيها را استوانه اي ساختند ولي به علت محدوديت وزن و اندازه، از آجر كاري و ساخت كانالهاي جانبي خودداري گرديد و از ديگهاي چند لوله اي و كوره هاي درون سوز- تا چهار كوره – استفاده شد. گازهاي داغ كوره ها وارد محفظه هاي جداگانه اي با ديواره هاي لوله – ابي در عقب كوره مي گرديد و از آنجا با يك چرخش 180 º وارد يك سري لوله هاي با قطر حدود 75 mm مي شد. بعد از عبور از داخل اين لوله ها، گازها وارد دودكش قيفي شكل مي شدند . اين دیگهاي بخار را ديگ هاي بخار دوكاناله مي ناميدند.

 

بعادها، ديگ هاي سه كاناله ساخته شد كه در آن، گازها از طريق يك سري لوله هاي ديگر به قسمت عقب كوره برمي گشت. اين ديگ ها را ديگ هاي اسكاچ دريايي مي ناميدند كه از سالهاي 1850 تا پيدايش موتورهاي ديزل و جايگزيني آنها كاربرد داشتند.

 

به تدريج ديگ هاي اسكاچ را در خشكي به كار بردند و چون محدوديت جا نبود از آجر كاري نيز استفاده شد و آنها را بلند تر ساختند. اين ديگ ها را در انگلستان به نام اقتصادي و در آمريكا هنوز به نام اسكاچ مي شناسند.

 

اين ديگ ها به علت ارزانتر، با صرفه تر و كوچكتر بودن از ديگهاي لانكاشير تا اوايل سالهاي 1930 با آن به رقابت پرداختند . ديگ هاي اسكاچ فوق ابتدا داري قسمتهاي عقبي عايق كاري شده بودند، ولي بعدها اين ديواره ها را با ديواره هاي لوله – آبي پوشاندند .

 

ديگ هاي سه كاناله اقتصادي داراي مشكل عمده ناشي از استفاده صفحه لوله مشتركي جهت كانل دوم و سوم بودند. گازهاي ورودي به كانال دوم داري دماي 1000 º c بود كه پس از خروج از كانال سوم تا 250 º c تقليل مي يافت. بنابراين، صفحه لوله در معرض دو اختلاف دماي شديد قرار داشت كه باعث تنش و در نهايت نشتي انتهاي لوله ها مي شد.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

در 1935 شركت لينكلن در Ruston و Hornsby ساخت ديگ سه معبره جديدي را بر اساس ديگ هاي سه كاناله دريايي اسكاچ به ثبت رساند. طرح جديد مشكل صفحه لوله هاي مشترك را كه تحت دو اختلاف دماي زياد قرار داشتند از طريق ايجاد صفحه لوله جداگانه براي هر يك از كانالها، برطرف ساخت . ديواره هاي محفظه عقبي كوره با ديواره لوله – آبي مجهز شد و ديواره جلويي، خروجي گازهاي كوره و ورودي گازها به سري لوله هاي معبر دوم را تشكيل مي داد.

 

sb7-1.jpg

اين ديواره لوله آبي در انتهاي كوره ديگ بخار كه به نام WET_BACK نيز ناميده مي شد اين مزيت را داشت كه سطوح عايقكاري اتلاف حرارت را تبديل به سطوح مفيد و جاذب حرارت نمود.

 

گازهاي كوره پس از عبور از جلوي ديگ بخار، در محفظه دود مقابل ديگ بخار، تغيير جهت داده و از طريق سري لوله هاي كانال سوم به قسمت عقبي ديگ وارد مي شود. اين سري لوله به صفحه لوله جداگانه اي در عقب ديگ بخار، متصل مي گردند.

 

صفحه لوله جلويي ديگ بخار، سري لوله هاي كانال دوم و وروديهاي كانال سوم را در خود جاي داده كه بدين طريق مشكل اختلاف دما وجود ندارد زيرا دماي گازهاي خروجي كانال دوم و ورودي كانل سوم تقريبا يكسان هستند. اين ساختار جديد ديگ بخار امروزه در همه جا رواج دارد.

 

پيشرفت عمده ديگري نيز در آمريكا صورت گرفت . در زمان جنگ جهاني دوم نياز شديدي به تامين بخار در تاسيسات جبهه ها احساس گرديد و ضرروت داشت كه نصب و راه اندازي اين ديگ ها در كمترين زمان انجام شود. قبل از اين، پوسته ديگ بخار با قطعات آتشكاري، تلمبه ها، شيرها و دمنده هاي توليد كنندگان مختلف، در محل نصب، تجهيز مي گرديد ولي از اين زمان به بعد ديگ بخار با همه اين قطعات به صورت كامل و آماده به كار نصب مي گرديد. اين نوع ديگ بخار را به نام پكيج يا يك پارچه مي نامند و شامل دي با همه اين قطعات به صورت كامل و آماده به كار نصب مي گرديد.

 

اين نوع ديگ بخار را به نام پكيج يا يك پارچه مي نامند و شامل ديگ بخار اسكاچ سه معبره و dry-back است كه بر روي يك پايه نصب شده است. پس از جنگ، اين نوع ديگ هاي يكپارچه عموميت يافتند و جزء ديگ هاي با ظرفيت بسيار بالاي لوله – آتشي، ساير ديگ ها را از اين نوع ساختند.

 

اين ديگ ها را به صورت كامل با همه قطعات كمكي، پس از مونتاژ و آزمايش در كارخانه، آماده به كار حمل مي نمايند. اين ديگ ها عموماً سه كاناله و از نوع wet-back مي باشند.

 

ديگ هاي كوچكتر، مخصوص ديگ هاي آب گرم كن را از نوع شعله – معكوس مي سازند. كوره اين ديگها فقط در يك طرف باز است و شعله مشعل در مركز كوره به سمت عقب كوره كه بسته است مي تابد. گازهاي حاصل از احتراق به صورت متحدالمركز (concentric) در اطراف شعله به عقب برمي گردند. تنها كانال لوله هاي اين كوره نيز به طور متحدالمركز در اطراف كوره قرار گرفته است . چون اين ديگ فقط يك كانال دارد، وسايلي جهت تشديد اغتشاش گازهاي گرم در نظر گرفته شده كه باعث افزايش انتقال حرارت و كاهش دماي گازهاي خروجي مي شوند.

 

ناحيه انتهايي كوره عملاً به علت بسته بودن آن و بالا بودن فشار، از نظر جريان گاز ها راكد و غير فعال است. قابل ذكر است كه طراحي مشعل به نحوي است كه ايجاد شعله اي بلند ، باريك و نفوذي مي نمايد. شعله اي كوتاه و چتري باعث كشيده شدن توسط گازهاي گرم خروجي و ادامه احتراق در لوله هاي ديگ بخار است كه منجر به افزايش دماي فلز در اين نواحي مي گردد.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

انواع دیگ های بخار و طبقه بندی آنها:

 

 

دیگ بخار به مخزن تحت فشار بسته ای اطلاق می شود که در داخل آن سیالی برای استفاده در خارج از آن گرما می بیند. این گرما توسط احتراق سوخت (جامد، مایع، گاز) یا توسط انرژی هسته ای یا برق تولید می شود.

دیگ بخار پرفشار به دیگی اطلاق می شود که بخار آب را در فشاری بالاتر از 15psig تولید نماید. در پایین تر از فشار مذکور دیگ در گروه دیگ بخار کم فشار قرار می گیرد. دیگ های کوچک پرفشار در گروه دیگ های کوچک قرار می گیرند.

مطابق بخش یک آیین نامه دیگ و مخازن تحت فشار مربوط به انجمن آمریکایی مهندسین مکانیک یا به طور اختصار ASME دیگ پرفشار کوچک به دیگ پرفشاری اطلاق می شود که از محدوده های زیر تجاوز ننماید:

قظر داخلی پوسته 16in , حجم کلی بدون روکش و عایقکاری 5Ft3 , و فشار 100psig .

چنانچه دیگ از هریک از محدوه های مذکور تجاوز نماید، به آن دیگ نیرو می گویند. مقرارت مربوط به جوشکاری در اینگونه دیگ های کوچک به سختی دیگ های بزرگ نیست.

دیگ نیرو یک دیگ بخار آب یا بخار می باشد که در بالاتر از فشار 15psig کارکرده و ابعادش از ابعاد دیگ کوچک تجاوز نماید. این تعریف شامل دیگ های آب گرم گرمایشی یا آب گرم مصرفی که در فشار بالاتر از 160psig و دمای 2500F کار کند، اطلاق می شود.

دیگ آب گرم گرمایشی عبارتست از دیگی که در آن هیچگونه بخار آبی تولید نمی شود، لیکن آبگرم آن به منظور گرمایش در یک مدار به گردش درآمده و مجددا به دیگ باز می گردد. فشار آب در اینگونه دیگ ها را در نقطه خروجی آن نباید از 160psig و دمای آن از 2500F تجاوز نماید. اینگونه دیگ ها را دیگ گرمایشی کم فشار می نامند، که مطابق بخش 5 آیین نامه دیگ های گرمایشی از آیین نامه ASME ساخته می شوند. چنانچه فشار یا دما، از این حدود تجاوز نماید، دیگ باید به مانند دیگ های پرفشار و طبق آیین نامه ASME طرح شود.

دیگ آبگرم مصرفی به دیگی گفته می شود که بطور کامل پر از آب بوده، و برای استفاده خارجی، آبگرم تولید می نماید. (آبگرم دیگر به دیگ باز نمی گردد) فشار آن از 160psig و دمای آن از 2500F تجاوز نمی کند. این نوع دیگ ها را نیز در زمره دیگ کم فشار قرار می دهند و آنها را مطابق بخش چهار (دیگ های گرمایشی) آیین نامه ASME می سازند. چنانچه فشار یا دما از این حد تجاوز نماید این دیگ ها باید مطابق دیگ های پرفشار طراحی شوند.

دیگ استفاده کننده ضایعات حرارتی از ضایعات حرارتی که محصول فرعی پاره ای از فرآیند های صنعتی است، از قبیل گازهای داغ ناشی از کوره بلند کارخانه ذوب آهن یا محصولات ناشی از احتراق خروجی از یک توربین گازی، یا محصولات فرعی یک فرآیند صنعتی، استفاده می کند. ضایعات حرارتی از روی سطوح تبادل کننده گرما عبور نموده و آبگرم یا بخار آب تولید می شود.

برای ساخت این نوع دیگ ها، همان مقررات ساخت آیین نامه ASME استفاده شده برای دیگ های آتش شده بکار بده می شوند. قطعات کمکی و ایمنی مربوط به این دیگ ها بطور معمول مطابق آیین قطعات در دیگ های دیگر می باشند.

دیگ یکپارچه به دیگی اطلاق می شود که بطور کامل در کارخانه ساخته و سوار شده باشد. این دیگ دارای انواع لوله آبی و لوله دودی یا چدنی بوده و دستگاه های احتراق، تجهیزات کنترل و ایمنی را نیز به همراه خود دارد. دیگی که در کارخانه ساخته شده و سوار می شود نسبت به دیگ مشابه ای که دارای همان ظرفیت بخاردهی بوده و در خارج از کارخانه و در محل بهره برداری، نصب و سوار می شود، ارزانتر است. گرچه دیگ ساخته و سوار شده در کارخانه به طور معمول حاضر و آماده تحویل نمی باشد، ولی نسبت به دیگی که در محل بهره برداری ساخته و سوار می شود دارای زمان ساخت و تحویل کمتری است. زمان نصب و راه اندازی آن نیز نسبتا کمتر است. در کل می توان گفت که کار در کارگاه بطور معمول بهتر و قابل رسیدگی بوده و هزینه کمتری دارد.

دیگ فوق بحرانی به دیگی اطلاق می شود که در فشاری بالاتر از فشار بحرانی یعنی 3206.2psig و دمای اشباع 705.40F کار کند. بخار آب و خود آب دارای فشار بحرانی 3206.2psig می باشند. در این فشار، بخار آب، دارای جرم ویژه یکسانی هستند و به معنای این است که بخار، تا حد آب فشرده شده است. هنگامی که این مخلوط در بالاتر از دمای اشباع 705.40F دما ببیند، بخار خشک فوق داغ تولید شده که برای کار در فشارهای بالا مناسب است. این بخار خشک به ویژه برای به حرکت درآوردن مولدهای توربینی مناسب است.

دیگ فوق بحرانی به دو نوع یکسره و باز چرخشی تقسیم می شوند. هر دو نوع در محدوده فوق بحرانی یهنی بالاتر از 3206.2psig و 705.4F کار می کنند. در این محدوده خواص مایع و بخار اشباع یکسان است. هیچگونه تغییری در فاز مایع-بخار صورت نمی گیرد و از اینرو چیزی بنام سطح آب وجود نداشته و به استوانه بخار (steam drum) احتیاجی نیست.

دیگ ها را همچنین می توان طبق طبیعت مواد استفاده آنها گروه بندی کرد. گروه بندی رایج عبارت است از: دیگ ساکن، قابل حمل، لکوموتیوی (ساخت این گونه دیگ ها امروزه متداول نیست) و دریایی که به صورت زیر تعریف می شوند:

دیگ ساکن به دیگی اطلاق می شود که بطور همیشگی بر روی زمین نصب شده است.

دیگ قابل حمل به دیگی اصلاق می شود که بر روی کامیون، کشتی کوچک رودخانه ای و یا هر نوع وسیله نقلیه نصب می شود.

دیگ لکوموتیوی دیگی است که بریا کشیدن وسیله نقلیه بروی ریل راه آهن طرح می شود.

دیگ دریایی به دیگی گفته می شود که بطو معمول ارتفاع آن کم بوده و برای کشتی های مسافربری و باری اقیانوس پیما طرح می شوند. سرعت بخار دهی این نوع دیگ ها زیاد است.

نوع ساختمان دیگ ها را نیز می توان به ترتیبن زیر گروه بندی کرد:

دیگ چدنی، واحدهای گرمایش کم فشاری هستند که قطعات فشاری آن توسط ریختگری از چدن، برنز، یا برنج ساخته می شوند. این دیگ ها را بیشتر بر اساس شیوه ای که محفظه های ریختگری شده آن برهم سوار می شود گروه بندی می کنند. این محفظه ها توسط پستانک های فشاری، سوله های خارجی و پستانک پیچی به همدیگر محکم می شوند. سه نمونه از دیگ های چدنی عبارتند از:

1- دیگ های پره ای عمودی که پره ها بطور عمودی بروی یکدیگر قرار گرفته و توسط پستانک های فشاری یا پیچی به یکدیگر متصل می شوند.

2- دیگ های پره ای افقی که پره ها بطور افقی پهلوی هم قرار می گیرند. در این وضعیت طرز قرارگرفتن پره ها نسبت به هم مانند پشت سرهم قرار گرفتن برش هایی از یک قالب نان مکعب مستطیلی است.

3- دیگ های چدنی کوچک که با ریختگری بصورت یکپارچه ساخته می شوند. این دیگ ها در گذشته جهت تهیه آب گرم بکار می رفتند.

دیگ های فولادی می توانند از نوع پرفشار یا کم فشار باشند و امروزه بطور معمول از ساختمان جوشی برخوردار هستند. این دیگ ها به گروه های زیر تقسیم می شوند:

1- دیگ لوله دودی که در آنها محصولات احتراق از داخل لوله ها عبور می کنند در حالیکه آب پیرامون لوله ها را دربر می گیرد.

2- دیگ لوله آبی که در آنها آبل از داخل لوله ها و محثولات احتراق از اطراف آنها عبور خواهد کرد.

دیگ های لوله دودی بطور معمول تا ظرفیت 70000lb/hr و تا فشار 300psig ساخته می شوند. در شرایط بالاتر از این حدود، دیگ های لوله آبی مورد استفاده قرار می گیرند. دیگ های لوله دودی به دیگ های پوسته ای نیز معروفند. در اینجا، آب و بخار آب درون پوسته محبوس می باشند.

این نوع دیگ حجم بخاری را که دیگ می تواند تولید نماید محدود می کند. در رابطه با فشار پوسته های بزرگ، ضخامت بسیار زیادی را احتیاج خواهد داشت و این موضوع ساخت آنها را گران می نماید.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

[h=2]انواع دیگ های بخار و طبقه بندی آنها[/h]

دیگ بخار به مخزن تحت فشار بسته ای اطلاق می شود که در داخل آن سیالی برای استفاده در خارج از آن گرما می بیند. این گرما توسط احتراق سوخت (جامد، مایع، گاز) یا توسط انرژی هسته ای یا برق تولید می شود.

دیگ بخار پرفشار به دیگی اطلاق می شود که بخار آب را در فشاری بالاتر از 15psig تولید نماید. در پایین تر از فشار مذکور دیگ در گروه دیگ بخار کم فشار قرار می گیرد. دیگ های کوچک پرفشار در گروه دیگ های کوچک قرار می گیرند

مطابق بخش یک آیین نامه دیگ و مخازن تحت فشار مربوط به انجمن آمریکایی مهندسین مکانیک یا به طور اختصار ASME دیگ پرفشار کوچک به دیگ پرفشاری اطلاق می شود که از محدوده های زیر تجاوز ننماید:

قظر داخلی پوسته 16in , حجم کلی بدون روکش و عایقکاری 5Ft3 , و فشار 100psig .

چنانچه دیگ از هریک از محدوه های مذکور تجاوز نماید، به آن دیگ نیرو می گویند. مقرارت مربوط به جوشکاری در اینگونه دیگ های کوچک به سختی دیگ های بزرگ نیست.

دیگ نیرو یک دیگ بخار آب یا بخار می باشد که در بالاتر از فشار 15psig کارکرده و ابعادش از ابعاد دیگ کوچک تجاوز نماید. این تعریف شامل دیگ های آب گرم گرمایشی یا آب گرم مصرفی که در فشار بالاتر از 160psig و دمای 2500F کار کند، اطلاق می شود.

دیگ آب گرم گرمایشی عبارتست از دیگی که در آن هیچگونه بخار آبی تولید نمی شود، لیکن آبگرم آن به منظور گرمایش در یک مدار به گردش درآمده و مجددا به دیگ باز می گردد. فشار آب در اینگونه دیگ ها را در نقطه خروجی آن نباید از 160psig و دمای آن از 2500F تجاوز نماید. اینگونه دیگ ها را دیگ گرمایشی کم فشار می نامند، که مطابق بخش 5 آیین نامه دیگ های گرمایشی از آیین نامه ASME ساخته می شوند. چنانچه فشار یا دما، از این حدود ***** نماید، دیگ باید به مانند دیگ های پرفشار و طبق آیین نامه ASME طرح شود.

دیگ آبگرم مصرفی به دیگی گفته می شود که بطور کامل پر از آب بوده، و برای استفاده خارجی، آبگرم تولید می نماید. (آبگرم دیگر به دیگ باز نمی گردد) فشار آن از 160psig و دمای آن از 2500F تجاوز نمی کند. این نوع دیگ ها را نیز در زمره دیگ کم فشار قرار می دهند و آنها را مطابق بخش چهار (دیگ های گرمایشی) آیین نامه ASME می سازند. چنانچه فشار یا دما از این حد تجاوز نماید این دیگ ها باید مطابق دیگ های پرفشار طراحی شوند.

دیگ استفاده کننده ضایعات حرارتی از ضایعات حرارتی که محصول فرعی پاره ای از فرآیند های صنعتی است، از قبیل گازهای داغ ناشی از کوره بلند کارخانه ذوب آهن یا محصولات ناشی از احتراق خروجی از یک توربین گازی، یا محصولات فرعی یک فرآیند صنعتی، استفاده می کند. ضایعات حرارتی از روی سطوح تبادل کننده گرما عبور نموده و آبگرم یا بخار آب تولید می شود.

برای ساخت این نوع دیگ ها، همان مقررات ساخت آیین نامه ASME استفاده شده برای دیگ های آتش شده بکار بده می شوند. قطعات کمکی و ایمنی مربوط به این دیگ ها بطور معمول مطابق آیین قطعات در دیگ های دیگر می باشند.

دیگ یکپارچه به دیگی اطلاق می شود که بطور کامل در کارخانه ساخته و سوار شده باشد. این دیگ دارای انواع لوله آبی و لوله دودی یا چدنی بوده و دستگاه های احتراق، تجهیزات کنترل و ایمنی را نیز به همراه خود دارد. دیگی که در کارخانه ساخته شده و سوار می شود نسبت به دیگ مشابه ای که دارای همان ظرفیت بخاردهی بوده و در خارج از کارخانه و در محل بهره برداری، نصب و سوار می شود، ارزانتر است. گرچه دیگ ساخته و سوار شده در کارخانه به طور معمول حاضر و آماده تحویل نمی باشد، ولی نسبت به دیگی که در محل بهره برداری ساخته و سوار می شود دارای زمان ساخت و تحویل کمتری است. زمان نصب و راه اندازی آن نیز نسبتا کمتر است. در کل می توان گفت که کار در کارگاه بطور معمول بهتر و قابل رسیدگی بوده و هزینه کمتری دارد.

دیگ فوق بحرانی به دیگی اطلاق می شود که در فشاری بالاتر از فشار بحرانی یعنی 3206.2psig و دمای اشباع 705.40F کار کند. بخار آب و خود آب دارای فشار بحرانی 3206.2psig می باشند. در این فشار، بخار آب، دارای جرم ویژه یکسانی هستند و به معنای این است که بخار، تا حد آب فشرده شده است. هنگامی که این مخلوط در بالاتر از دمای اشباع 705.40F دما ببیند، بخار خشک فوق داغ تولید شده که برای کار در فشارهای بالا مناسب است. این بخار خشک به ویژه برای به حرکت درآوردن مولدهای توربینی مناسب است.

دیگ فوق بحرانی به دو نوع یکسره و باز چرخشی تقسیم می شوند. هر دو نوع در محدوده فوق بحرانی یهنی بالاتر از 3206.2psig و 705.4F کار می کنند. در این محدوده خواص مایع و بخار اشباع یکسان است. هیچگونه تغییری در فاز مایع-بخار صورت نمی گیرد و از اینرو چیزی بنام سطح آب وجود نداشته و به استوانه بخار (steam drum) احتیاجی نیست.

دیگ ها را همچنین می توان طبق طبیعت مواد استفاده آنها گروه بندی کرد. گروه بندی رایج عبارت است از: دیگ ساکن، قابل حمل، لکوموتیوی (ساخت این گونه دیگ ها امروزه متداول نیست) و دریایی که به صورت زیر تعریف می شوند:

دیگ ساکن به دیگی اطلاق می شود که بطور همیشگی بر روی زمین نصب شده است.

دیگ قابل حمل به دیگی اصلاق می شود که بر روی کامیون، کشتی کوچک رودخانه ای و یا هر نوع وسیله نقلیه نصب می شود.

دیگ لکوموتیوی دیگی است که بریا کشیدن وسیله نقلیه بروی ریل راه آهن طرح می شود.

دیگ دریایی به دیگی گفته می شود که بطو معمول ارتفاع آن کم بوده و برای کشتی های مسافربری و باری اقیانوس پیما طرح می شوند. سرعت بخار دهی این نوع دیگ ها زیاد است.

نوع ساختمان دیگ ها را نیز می توان به ترتیبن زیر گروه بندی کرد:

دیگ چدنی، واحدهای گرمایش کم فشاری هستند که قطعات فشاری آن توسط ریختگری از چدن، برنز، یا برنج ساخته می شوند. این دیگ ها را بیشتر بر اساس شیوه ای که محفظه های ریختگری شده آن برهم سوار می شود گروه بندی می کنند. این محفظه ها توسط پستانک های فشاری، سوله های خارجی و پستانک پیچی به همدیگر محکم می شوند. سه نمونه از دیگ های چدنی عبارتند از:

1- دیگ های پره ای عمودی که پره ها بطور عمودی بروی یکدیگر قرار گرفته و توسط پستانک های فشاری یا پیچی به یکدیگر متصل می شوند.

2- دیگ های پره ای افقی که پره ها بطور افقی پهلوی هم قرار می گیرند. در این وضعیت طرز قرارگرفتن پره ها نسبت به هم مانند پشت سرهم قرار گرفتن برش هایی از یک قالب نان مکعب مستطیلی است.

3- دیگ های چدنی کوچک که با ریختگری بصورت یکپارچه ساخته می شوند. این دیگ ها در گذشته جهت تهیه آب گرم بکار می رفتند.

دیگ های فولادی می توانند از نوع پرفشار یا کم فشار باشند و امروزه بطور معمول از ساختمان جوشی برخوردار هستند. این دیگ ها به گروه های زیر تقسیم می شوند:

1- دیگ لوله دودی که در آنها محصولات احتراق از داخل لوله ها عبور می کنند در حالیکه آب پیرامون لوله ها را دربر می گیرد.

2- دیگ لوله آبی که در آنها آبل از داخل لوله ها و محثولات احتراق از اطراف آنها عبور خواهد کرد.

دیگ های لوله دودی بطور معمول تا ظرفیت 70000lb/hr و تا فشار 300psig ساخته می شوند. در شرایط بالاتر از این حدود، دیگ های لوله آبی مورد استفاده قرار می گیرند. دیگ های لوله دودی به دیگ های پوسته ای نیز معروفند. در اینجا، آب و بخار آب درون پوسته محبوس می باشند.

این نوع دیگ حجم بخاری را که دیگ می تواند تولید نماید محدود می کند. در رابطه با فشار پوسته های بزرگ، ضخامت بسیار زیادی را احتیاج خواهد داشت و این موضوع ساخت آنها را گران می نماید.

گرم کردن اجسام :

 

گرم کردن جسم سبب

 

1- بالا رفتن دما،

 

2- تغییر حالت ، به طور مثال از جامد به مایع یا مایع به گاز

 

3- انجام کار بیرونی به وسیله انبساط جسم جامد، مایع یا گاز می شود.

اگر به یخ گرما داده شود تا به آب تبدیل شود و بنابراین بدون افزایش دما تغییر حالت دهد تمام این آثار دیده می شود حال چنانچه گرما دادن ادامه یابد تا آب به نقطه جوش برسد دمای آن افزایش می یابد بدون آنکه تغییر حالت دهد سرانجام اگر باز هم گرما داده شود آب بخار می شود که تغییر حالتی دیگر است اما دمای آن افزایش نمی یابد .

با تولید بخار فشاری نیز به دیواره مخزن که بخار در آن محفوظ است اعمال می شود اگر این مخزن سیلندری حاوی پیستون متحرک باشد بخار می تواند پیستون را حرکت داده کار خارجی انجام دهد.

 

انتقال گرما :

 

بهتر است که گرما را مانند سیالی در نظر بگیریم که از جسمی به جسم دیگر جریان پیدا می کند ولی به بیان دقیق هیچ ماده فیزیکی منتقل نمی شود مولکولهای ماده گرمتر نسبت به ماده سردتر با آهنگ بالاتری حرکت می کنند بنابراین زمانی که دو جسم با دمای مختلف با هم تماس پیدا کند جنبش مولکولی در جسم سردتر افزایش و در جسم گرمتر کاهش می یابد تا تعادل برقرار شود گرما معمولا از جسم گرمتر به جسم سردتر انتقال می یابد مگر اینکه به کمک عاملی بیرونی ( مثلا در سرد کننده ها ) جهت انتقال گرما به طور مصنوعی برعکس انجام شود.

 

دما :

 

معیاری از شدت گرما یا درجه گرمی یا سردی با مقدار گرما یا سرما تفاوت دارد ممکن است جسمی کوچک و جسمی بزرگ دقیقا دمای یکسان داشته باشد ولی بدیهی است که جسم بزرگ مقدار گرمای بسیار بیشتری از جسم کوچک دارد.

 

 

اندازه گيری دما

اهمیت اندازه گیری دما :

 

به دلیل کنترل کیفیت ، زیرا دمای بخار ( درجه ******** هیت ) عملیات گرمایی فلزات ، استریل کردن ، پاستوریزه کردن شیر، پالایش نفت ، و کار ایمن ماشین آلات در هر صنعتی که شامل فرایندهای گرمایش و سرمایش باشد به طور گسترده ای به اندازه گیری دما بستگی دارد.

 

یکاهای دما :

در مقیاس دمای فارنهایت اختلاف دما بین نقطه انجماد و تبخیر آب به 180 قسمت یا درجه تقسیم می شود رقم 32 درجه فارنهایت را نقطه انجماد و 212 درجه فارنهایت را نقطه تبخیر در نظر می گیرند .

 

در مقیاس دمای سانتیگراد اختلاف دما بین یخ و بخار آب به 100 قسمت یا درجه تقسیم می شود صفر درجه سانتیگراد نقطه انجماد نسبی و 100 درجه سانتیگراد نقطه تبخیر آب است .

 

مقیاس دمای کلوین مقیاس دمای مطلق است پائین ترین دمای نظری یا صفر مطلق صفر درجه کلوین وضعیتی است که در آن دما مولکولها از جنبش باز می ایستند و هیچ گرمایی وجود ندارد.

 

در مقیاس فارنهایت این نقطه 459.8 درجه کلوین زیر صفر و در مقیاس سانتیگراد 273 درجه سانیگراد زیر صفر نقطه انجماد آب 273 درجه کلوین یا صفر درجه سانتیگراد و نقطه جوش آن 373 درجه کلوین یا 100 درجه سانتیگراد است.

 

منظور از دمای مطلق :

 

حجم گاز کامل تحت فشار ثابت به ازای هر درجه سانتیگراد کاهش دما ، به اندازه 273/1 حجم آن در صفر درجه سانتیگراد کاهش می یابد از مطلب معلوم میشود که در 273 درجه سانتیگراد زیر صفر در مقیاس سانتیگراد حجم گاز به صفر می رسد و جنبش مولکولی که سبب ایجاد گرما می شود کاملا متوقف می شود این دمای بسیار پائین صفر مطلق نامیده می شود و پائین ترین دمایی است که می توان به آن دست یافت.

 

محاسبات دمای مطلق از صفر درجه مطلق صورت می گیرد برای تبدیل درجه فارنهایت به درجه مطلق عدد 460 و در تبدیل درجه سانتیگراد به درجه مطلق عدد 273 اضافه می شود.

 

 

یکاهای اندازه گیری دما :

 

 

دما بر حسب درجه اندازه گیری می شود دماسنجها گستره دماهای معمولی تا 1000 درجه فارنهایت را اندازه گیری می کنند برای اندازه گیری دماهای بسیار بالا و بیرون از گستره کار دماسنجها از آذرسنج ( پیرومتر ) استفاده می شود.

 

 

ساختمان دماسنج:

 

دماسنج لوله ای است شیشه ای که سوراخ بسیار باریکی در وسط دارد یک سر آن به شکل حباب است و سر دیگر بسته شده حباب و قسمتی از لوله با مایع که معمولا جیوه یا الکل در آن است پر می شود هوای باقی مانده لوله را تخلیه می کنند بجز در دماسنجهای مورد استفاد ه در دماهای بسیار بالا که فضای باقی مانده با گاز مخصوصی پر می کنند گستره های تقریبی کار دماسنجهای شیشه ای متداول عبارت اند از:

 

جیوه ای از (750 تا 38- ) درجه فارنهایت

 

جیوه و نیتروژن از ( 1000 تا 38- ) درجه فارنهایت

 

الکل از ( 150 تا 95- ) درجه فارنهایت

 

وقتی جیوه یا الکل در معرض هوا یا مایعی گرمتر از خود قرار گیرند منبسط می شوند و در لوله بالا می روند انبساطی جزئی سبب حرکت قابل توجه رو به بالا می شود مقیاس درجه ای که روی شیشه دماسنج جیوه ای چاپ شده دما را نشان می دهد.

 

1-دما سنج را در فشار مطلق 14.7 psi درون یخ ذوب شده قوطه ور و سر ستون جیوه را نشان گزاری می کنند این نقطه به نام صفر درجه سانتیگراد نقطه انجماد آب می باشد .

 

2-دماسنج را در آب جوش در فشار مطلق 14.7 psi قوطه ور و سر ستون جیوه را نشان گزاری می کنند این نقطه به نام صد درجه سانتیگراد نقطه جوش آب است .

 

3-فاصله بین نقاط انجماد و جوش را بر حسب مقیاس سلسیوس یا فارنهایت به ترتیب به 100 قسمت یا 180 قسمت مساوی تقسیم می کنند .

 

دما سنج سلسیوس مقیاس منطقی تری نسبت فارنهایت دارد و معمولا در محاسبات علمی از مقیاس سلسیوس استفاده می شود ولی فارنهایت در بین مهندسان و افراد دیگری برای مقاصد روزانه به طور وسیع تری مورد استفاده قرار می گیرد .

 

 

اندازه گیری دماهای بسیار بالا :

 

 

آذرسنجها می توانند دماهایی بالاتر از گستره کار دماسنجها را اندازه گیری کنند انواع آنها متعدد است ولی آذرسنجهای الکتریکی از همه متداولترند ترموکوبل و آذرسنجهای نوری از این جمله اند .

 

در ترموکوبل دو میله فلزی غیر هم جنس در یک لوله چینی متصل و درز بندی شده اند سیمها به این میله ها و به یک گالوانومتر وصل می شوند لوله حاوی میله ها در نقطه ای قرار می دهیم که هدف اندازه گیری دمای آن می باشند به افزایش دمای میله ها ولتاژی الکتریکی در محل اتصال القا می شود که با اختلاف دما بین اتصال گرم و اتصال سرد متناسب است جریان حاصل در مدار جاری می شود و عقربه گالوانومتر را حرکت می دهد صفحه مدرج گالوانومتر بر مبنای دما درجه بندی می شود .

 

آذرسنج نوری شامل تلسکوپی با یک فیلامان ( رشته ) کوچک است که وقتی جریان الکتریکی از آن می گذرد گرم و سرخ می شود در مدار فیلامان یک باطری و یک گالوانومتر قرار دارد که به وسیله مقاومت متغییری که در تلسکوپ نصب شده جریان گذرا از فیلامان را تغییر می دهیم تا به هنگا م تمرکز یافتن تلسکوپ روی شعله یا دیواره کوره ، فیلامان کاملا از نظر محو شود. در این نقطه دما روی صفحه مدرج خوانده می شود .

 

بر خلاف ترموکوبل هیچ قسمتی از آذرسنج نوری در معرض گرمای مستقیم کوره نیست و می توان در فاصله ای مناسب از شعله دما را اندازه گیری کرد کار این وسیله به این حقیقت بستگی دارد که رنگ و دما با هم رابطه ای یکسان دارند .

آذرسنج نوری الکتریکی دارای یک باطری است ولی ترموکوبل باطری لازم ندارد.

 

مقدار گرما :

 

 

مقدار گرما با واحد گرمایی بریتانیا ( Btu ) سنجیده می شود . یک Btu 180/1 گرمای لازم برای افزایش دمای یک پوند آب از 32 تا 212 درجه فارنهایت یا مقدار گرمای لازم برای افزایش دمای یک پوند آب به اندازه یک درجه فارنهایت است.

 

ج- گرمای ويژه : گرمای ویژه :

 

مقدار گرمای لازم به Btu برای افزایش دمای یک پوند از ماده مورد نظر به اندازه یک درجه فارنهایت است .گرمای ویژه بعضی از مواد متداول

 

 

 

 

 

ماده Btu/ib °f گرمای ویژه

 

 

 

آب 1

 

یخ 0.49

 

چدن 0.13

 

مس 0.093

 

 

انتقال گرما:

 

 

 

انتقال گرما به سه طریق است:

 

 

تشعشعی ، هدایت ، جابه جایی

 

 

تشعشعی :

 

در این روش انتقال گرما از جسم گرم به وسیله امواج اثیری با ماهیتی مشابه امواج نوری است گرمای تابشی همچنان از هوا می گذرد آن را گرم نمی کند ولی اجسام جامد که مانع تابش اند آن را جذب یا منحرف می کنند در کوره دیگ و کلیه قسمتهایی که در معرض آتش اند تابش مستقیم گرما داریم .

 

 

هدایت :

 

 

تماس مولکولهای یک جسم با یکدیگر سبب عبور گرما از میان جسم می شود برای مثال اگر یک سر میله ای آهنی در معرض آتش قرار بگیرد در زمان کوتاهی سر دیگر آن که در دست ماست به سبب هدایت گرما از سر میله که گرم و سرخ شده است ، داغ می شود و دیگر نمی توان آن را در دست نگه داشت در این حالت گرما از طریق یک رشته برخورد منتقل می شود مولکولهای گرم و تند رو به مولکولهای سرد و کند رو برخورد کرده آنها را سرعت می بخشد بدین طریق گرما از دیواره های لوله و شبکه های دیگر عبور کرده به آب انتقال می یابد.

 

همانطور که میدانید اجسام دارای الکترونهای آزاد در خود می باشند که می توانند حامل انرژی گرمایی و همینطور انرژی ا لکتریکی در خود باشند . که متناسب با نوع ماده ( ضریب انتقال حرارت هدایتی K ( کم( در اجسام عایق) و زیاد (در اجسام رسانا) می باشد.

 

 

جابه جایی:

 

 

انتقال گرما به وسیله جریان یافتن را جابه جایی می نامند.

 

همچنان که گاز یا مایعاتی که درون ظرفی قرار دارند با گرم شدن انبساط می یابند و تمایل به بالا رفتن دارند لایه های سردتر گاز یا مایع که در بالا هستند به علت سنگینی نسبت به گاز یا مایع گرم به سمت پائین جریان می یابند و جای لایه های گرم شده را می گیرند بدین ترتیب جریانهای همرفتی برقرار می شوند. و کل گاز یا مایع به تدریج گرم شده دمای آن یک نواخت می شود بدین شیوه است که رادیاتور بخار ، هوای اتاق را با دمای یکسان گرم نگه می دارد آب درون دیگ بخار نیز به کمک جریانهای همرفتی ناشی از جریان رو به بالای آب گرم سبک و در تماس سطح داغ و جریان رو به پائین آب سرد سنگین که در بالا قرار دارد گرم می شود.

 

شدت انتقال حرارت

 

رسانندگی گرمایی به آهنگ عبور گرما از میان جسم اشاره می کند این آهنگ برای مواد مختلف فرق می کند و ممکن است به صورت مقدار گرما به Btu بر ساعت مشخص شود که در قطعه ای به مساحت یک فوت مربع و ضخامت یک اینچ سبب اختلاف دمای دو سطح مقابل جسم به اندازه یک درجه فارنهایت می شود. رسانندگی گرمایی با دما چگالی و مقدار رطوبت تغییر می کند به همین دلیل جدول رسانندگی گرمایی اجسام تنها مقادیر تقریبی را به ما می دهد معمولا رسانندگی در فلزات با افزایش دما کاهش می یابد ولی در اغلب مواد دیگر رسانندگی با افزایش دما افزایش می یابد .

 

 

ضریب انبساط طولی یک جسم جامد:

 

ضریب انبساط طولی نسبت افزایش طول جسم بر اثر انبساط به طول اولیه جسم است وقتی یک درجه فارنهایت گرما می بیند به بیان دیگر مقدار انبساط واحد طول به ازای افزایش یک درجه است .

 

انبساط و انقباض مایعات :

 

بیشتر مایعات در زمان گرم شدن منبسط می شوند و در زما ن سرد شدن منجمد،انبساط مایعات بیشتر از جامدات است و در صورتیکه در محفظه بسته ای محفوظ باشند فشار زیادی ایجاد می کنند مایعات مختلف میزانهای انبساط مختلفی دارند اتر ، الکل و نفتهای سبک مثل بنزین میزان انبساط بسیار بیشتری از آب دارند برای این مایعات انبساط را به صورت حجمی اندازه گیری می کنیم وضریب انبساط حجمی انبساط هر واحد حجم با افزایش یک درجه فارنهایت است .

 

 

 

اینگونه نبود رودخانه ها و دریاچه ها در هوای سرد منجمد می شدند و زندگی تمام گیاهان و حیوانات به خطر می افتاد ترکیدن لوله ها و مخزن های آب به دلیل نیروی انبساطی آب در حین انجماد است .

رفتار گازها:

 

 

 

زمانی که گازها گرما ميبينند حجم يا فشارشان افزايش می يابد و بر عکس در زمان سرد شدن حجم يا فشارشان کاهش می يابد اين تغييرات از دو قانون ساده

چارلز و گيلوساک پيروی ميکند .

 

در زمان استفاده از اين دو قانون در مسائل لازم است که قانون ساده دیگر یعنی قانون بویل ماریوت را که با تغییرات فشار و حجم سرو کار دارد مطالعه کنیم زیرا تغییر دما غالبا با تغییر فشار همراه است .

 

قانون بویل ماریوت:

 

 

قانون بويل ماريوت بيان ميدارد که (چنانچه دمای گازی ثابت باقی بماند ، فشار مطلق گاز نسبت به نحجم به طور معکوس تغییر خواهد کرد ) مطابق این قانون اگر به فشار افزوده شود حجم متناسب با آن کاهش پیدا می کند یا برعکس .

 

مثلا اگر 10 فوت مکعب گاز تحت فشار 10 psi مطلق باشد و فشار به psi مطلق افزایش دهیم حجم به 5 فوت مکعب کاهش پیدا می کند به طور خلاصه در دمای ثابت با دو برابر کردن یکی، عامل دیگر نصف می شود.

 

قانون چارلز :

 

 

این قانون بیان می کند که ( چنانچه حجم را ثابت نگه داریم فشار مطلق گاز مستقیما با دمای مطلق تغییر خواهد کرد توجه کنید که این قانون تناسب مستقیم است اگر دما 30 درصد بالا رود فشار مطلق نیز 30 درصد افزایش می یابد.

 

قانون گیلوساک :

 

 

قانون فوق بیان می کند که ( چنانچه فشار ثابت باشد ، حجم یک گاز با دمای مطلق به طور مستقیم تغییر خواهد کرد(

 

تراکم دما ثابت ایزوترم :

 

 

انبساط یا تراکم گازی در دمای ثابت است یعنی دما حین انبساط یا تراکم ثابت می ماند این حالت هنگامی پدید می آید که تغییرات بر اساس قانون بویل ماریوت صورت گیرد .

 

عملا هیچگاه انبساط یا تراکم دما ثابت رخ نمی دهد حتی سیلندر کمپرسوری که با آب سرد می شود ، نمی تواند گرما را به سرعت کافی دفع کند و بنابراین دمای هوا به هنگام تراکم به سرعت افزایش می یابد .

تراکم آدیاباتیک بی دررو:

 

 

 

به وضعیتی می گویند که دما در حین تراکم افزایش و در حین انبساط کاهش می یابد بدون آنکه گرما از طریق دیواره ها ی سیلندر تلف یا جذب شود شرایط مذکور هرگز عملا به طور دقیق تحقق نمی یابد اگر چه در بعضی موتورهای گاز سوز یا کمپرسورهای هوا حالتی نسبتا نزدیک به این وضعیت اتفاق می افتد.

د- اصطلاحات مربوط به بخار آب

 

بخار آب :

 

آب در وضعیت نیمه گاز را بخار آب می گویند اگرچه بخار آب با تغییری در قوانین ساده گازها رفتاری مانند گازهای ایده آل دارد اما بخار است نه گاز یعنی ماده ای بین حالتهای مایع خالص و گاز .

 

 

چگونگی تولید بخار از آب به درون دیگ بخار :

 

 

گرمای کوره از فلز شبکه و لوله ها به آب رسانده می شود و آب مستقیما از فلز گرما می گیرد آب پس از گرم شدن به سمت بالا می رود و آب سرد به علت سنگینی به سمت پائین حرکت می کند با جریانهای همرفتی که بدین ترتیب برقرار می شوند همه آبها به تدریح تا رسیدن به نقطه جوش گرم می شوند حال با ادامه گرما دادن آب به بخار تغییر فاز می دهد در فرایند فوق هیچ تغییر وزنی وجود ندارد یک پوند آب به یک پوند بخار تبدیل می شود.

 

نقطه جوش آب :

 

نقطه جوش آب در سطح دریا در فشار یک اتمسفر 212 درجه فارنهایت است با کاهش فشار نقطه جوش کاهش و با افزایش فشار نقطه جوش افزایش می یابد.

گرمای محسوس :

 

 

 

گرمای لازم برای افزایش دمای آب از 32 درجه فارنهایت به نقطه جوش است افزایش دما را می توان با دماسنج اندازه گیری کرد از این رو اصطلاح گرمای محسوس متداول شده است

 

گرمای نهان تبخیر :

 

 

مقدار گرمای لازم برای تبدیل آب در نقطه جوش به بخار با همان دما و فشار است کلمه نهان به معنی پنهان است و چون در تغییر حالت از مایع به بخار هیچ نشانی یا اثری از افزایش گرما دیده نمی شود در اینجا بکار برده می شود.

گرمای کل بخار :

 

 

 

مجموع گرمای محسوس و نهان آن است . در جدیدترین جدولهای بخار در تعریف فوق به جای گرما از واژه انتالپی استفاده می شود بنابراین گرمای محسوس انتالپی مایع گرمای نهان ، انتالپی تبخیر و گرمای کل ، انتالپی بخار می شود .

 

آب یا بخار در نقطه جوش را اشباع می گویند .

 

بخار اشباع :

 

 

بخار ی است که از آب تولید می شود و به زحمت می توان آن را بخار نامید هر گونه اتلاف گرما بدون افت فشار فورا بخار اشباع را تقطیر و به آب تبدیل می کند .

بخار اشباع خشک :

 

 

اگر بخار اشباع ، همان گونه که از آب تولید می شود هیچ گونه رطوبتی به صورت معلق در آن نداشته باشد ( یعنی قطرات کوچک آب به صورت مایع که در مه یافت می شود ، در آن نباشد ) بخار را خشک می گویند. حال چنانچه دارای رطوبت باشد آن را بخار تر می نامند .

 

بخار خشک کاملا غیر روئیت است ظاهر سفید و مه مانند بخاری که در هوا تخلیه می شود ناشی از وجود ذرات آب مایع است که بصورت معلق در بخار وجود دارند .

کیفیت بخارعیار:

 

 

 

کیفیت بخار مستقیما به مقدار آب یا رطوبت بخار نشده موجود در بخار اشاره می کند اگر بخار کاملا خشک باشد کیفیت آن صد در صد ولی اگر دارای 2 در صد رطوبت باشد کیفیت آن 98 در صد خواهد بود .

تعیین عیار بخار :

بوسیله دستگاهی بنام کالری متر صورت می گیرد این دستگاه در سه نوع وجود دارد کالری متر بارل نوع ابتدائی و دقت چندانی ندارد

 

کالری متر اختناقی تا 7 درصد در فشار 400 psig تعیین می کند .

 

کالری متر مجزا وسعت اندازه گیری بیشتری دارد و دقیق تر از دو نوع قبل می باشد.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

کوره های صنعتی

 

کوره های حرارت دهی در فرایند های صنعتی محفظه های عایق شده ای هستند که برای حرارت دهی مواد در فرایند های مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند. ذوب کردن فلزات آهنی و شیشه ها نیازمند پدید آمدن دماهای بسیار بالایی است و علاوه بر دما این فرایند ها ممکن است در محیط های خورنده انجام شود. در فرایند های شکل دهی از دمای بالا استفاده می شود. در این فرایند ها از دما برای نرم کردن ( خمیری کردن ) مواد مختلف استفاده می شود. این فرایند ها عبارتند از فرجینگ، هدیده کردن، نورد کردن، پرس کردن، خم کردن و اکسترود کردن. فرایند های اصلاحی ممکن است در دماهای متوسط انجام می شوند. در این فرایندهای ساختارهای کریستالی به صورت فیزیکی تغییر می کند و یا عناصر سطحی و با روش شیمیایی( متالورژیکی) تعویض می شوند(مانند فرایند های سخت کردن و رهایش تنش در فلزات)؛ مثال های از این فرایند ها عبارتست از: پیرسازی، آنیل کردن، آستنیته کردن، کربونیزاسیون، سخت کردن، چکش خوار کردن، مارتنزیت کردن، نیتریده کردن، زینترینگ، اسفرودیزینگ، رهایش تنش و تمپرکردن. فرایندهای صنعتی که از دماهای پایین بهره می برند عبارتند از: خشک کردن، پلیمریزاسیون و سایر تغییرات شیمیایی.

کوره های صنعتی که باعث نمی شوند مواد فلزی داخل آن ها به دمای سرخ شدن برسند، عموما در آمریکای شمالی آون( oven) نامیده می شوند. آون ها معمولا دماهای زیر c° 650 (F 1200 ) ایجاد می کنند. به هر حال مرز میان آون و کوره ها مشخص نیست. برای مثال آون های ذغالی در دمای بالاتر از c°1478 ( F2200 ) کار می کنند. در اروپا بسیاری از کوره ها آون نامیده می شوند. در صنعت سرامیک کوره ها با واژه ی kiln نامیده می شوند. در پتروشیمی و صنایع مرتبط با فرایندهای شیمیایی ( CPI )، کوره ها ممکن است heater، kiln، after-burner، incinerator و یا destructor نامیده شوند. کوره ی یک بویلر آتشدان یا محفظه ی احتراق آن است.

عملیات های حرارت دهی صنعتی شامل گستره ی وسیعی از دماهاست که تا حدی به مواد مورد استفاده و تاحدی به هدف فرایند حرارت دهی و عملیات های بعدی بستگی دارد.

در هر فرایند حرارت دهی همیشه دمای ماکزیمم کوره از دمایی که بار کوره نیاز دازد بیشتر است.

 

طبقه بندی کوره ها

 

طبقه بندی بر اساس منبع حرارت

حرارت تولید شده در کوره که از آن برای افزایش دمای آن استفاده می شود یا بوسیله ی احتراق سوخت و یا بوسیله ی مصرف الکتریسیته تأمین می شود.

کوره هایی که با احتراق سوخت گرم می شوند متداول تر هستند ولی در نوعی که بوسیله ی الکتریسیته گرم می شود در جاهایی مصرف می شود که مصرف کننده مزایای این نوع از کوره ها را ترجیح دهد البته این مزایا همیشه از با قیمت سوخت قابل ارزیابی نیست. در کوره هایی که بااحتراق سوخت گرم می شوند، طبیعت سوخت مصرفی ممکن است باعث ایجاد تفاوت در طراحی کوره شود اما با پیشرفت کوره ها و بوجود آمدن کوره های مدرن و وسایل احتراقی این مسئله به عنوان یک مشکل مطرح نمی شود. مبناهای اضافی در زمینه ی طبقه بندی ممکن است به مکان شروع احتراق و نحوه ی هدایت محصولات واکنش بستگی داشته باشد.

طبقه بندی کوره ها بر اساس بچ بودن یا مداوم بودن و بر اساس نحوه ی ورود،جابجایی مواد در داخل کوره و نحوه ی خروج مواد از کوره

کوره های بچ عموما با واژه ی کوره های in-and-out یا کوره های دوره های نامیده می شوند( شکل 1و2). این کوره ها دارای یک درجه ی مشخص حرارتی هستند اما دارای سه نقطه ی کنترل هستند تا دما در میان کوره به طور یکسان تنظیم گردد زیرا در مکان قرارگیری در و در انتهای کوره نیاز به حرارت بیشتر است.این کوره ها ممکن است به طور دستی ویا بااستفاده از دست مکانیکی( یک ربات) بارگیری شود.

مواد در داخل کوره قرار داده می شوند و دمای کوره و بارش هر دو با هم بالا می رود و بسته به نوع فرایند، کوره ممکن است قبل از آنکه باز شود خنک سازی می شود ویا در مواردی ممکن است فرایند خنک سازی انجام نشود. ترکیب بندی کوره های بچ عبارتست ازاطاقکی( box)، شیاردار( slot)، کار-هرتی( car-hearth) ، شاتلی( shuttle)، ناقوسی( bell)، آسانسور( elevator) و وانی( bath) می باشد. برای بارهای جامد طویل، دکل های صلیب شکل و مشعل هایی در بالا، پایین، چپ و راست قرار می گیرند تا حرارت دهی یکنواخت باشد.

 

 

00277501.JPG

 

کوره های آسانسوری و ناقوسی در اغلب موارد به صورت استوانه ای هستند. کوره های مورد استفاده برای کتری، قوری و ظروف عمیق ممکن است به جای گرم شدن با شعله های نوع E، بوسیله ی شعله های نوع H و به صورت مماسی حرارت دهی می شوند. برخلاف بوته ی ذوب فلز، کوره های کتری، قوری و ظروف عمیق، آسترکاری دیرگداز کوره به خودی خود محفظه ای برای کوره های ذوب آلومینیوم و تانک های شیشه است( شکل 2).

 

 

00277502.JPG

 

طرح ساده ی کوره های نوع کار- هرتی در شکل 1 نشان داده شده است. این کوره ها یک قلب متحرک دارند که این قلب با استفاده از چرخ های فولادی بر روی یک ریل قرار دارند. بار بر روی کار- هرت قرار داده می شود و همانطور که بر روی آن قرار دارد به داخل کوره حرکت داده می شود، حرارت داده می شود سپس همانطور که بر روی کار-هرت قرار دارد از داخل کوره خارج می شود و تخلیه می گردد. عملیات خنک سازی مواد بر روی کار- هرت ( در داخل و یا بیرون کوره) و پیش از تخلیه انجام می شود. این نوع از کوره عمدتا برای حرارت دادن بارهای سنگین و حجیم و یا حرارت دهی کوتاه مدت اجسام طبقه بندی شده (از لحظ اندازه و یا شکل) استفاده می شوند. در این نوع کوره ممکن است به بخش کار( واگن) متصل باشد. به هر حال درب های گیوتینی معمولا کوره را بهتر آب بندی می کنند و می توان از آنها در ابتدا و انتهای کوره استفاده کرد.

آب بندی یک کوره ی کار- هرت و یا کوره های مشابه ( مثلاکوره های با قلب چرخنده) معمولا بوسیله ی درزگیر های ماسه ای و یا درزگیرهای تشتک- آبی ( water- through seals) انجام می شود.

در کوره های مداوم( continuous furnaces) طراحی به گونه ای است که مواد شارژ شده به کوره در هنگام عبور از کوره حرارت داده می شوند. مواد از یک بستر ثابت عبور می کنند و یا خود بستر متحرک است. اگر بستر کوره ثابت باشد، مواد شارژ شده به کوره بر روی پوسته ی بستر کشیده می شوند، یا با غلطک حرکت داده می شوند و یا از میان کوره بر روی نوارهای بافته شده از سیم فلزی حرکت داده می شوند ویا بوسیله ی دستگاه های مکانیکی از میان کوره هل داده می شوند. بجز در موارد استثنایی یک کوره ی مداوم با نرخ حرارت دهی ثابت کار می کند و مشعل های آن به ندرت خاموش می شوند. حرکت مداوم و عدم نیاز به سرد کردن و پیش گرم کردن کوره باعث می گردد تا در این نوع کوره در مصرف انرژی صرفه جویی گردد.

 

 

00277503.JPG

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

کوره های مداوم افقی( horizontal straight-line continuous furnaces) معمولا نسبت به انواع دیگر مانند کوره های با بستر چرخنده( rotary hearth furnaces)، کوره های چرخنده ی استوانه ای( rotary drum furnaces)، کوره های ستونی قائم ( vertical shaft furnaces) و کوره های بستر مایع ( fluidized bed furnaces) کاربرد بیشتری دارند.

 

 

00277504.JPG

 

شکل های 3 و 4 برخی از انواع کوره های گرم کن فولاد را نشان می دهند. سایر فرم های کوره های مداوم افقی عبارتند از: کوره های دارای نواری از جنس سیم های آلیاژی بافته شده که برای عملیات حرارتی فلزات و شیشه استفاده می شود( به این کوره ها کوره ی لهر( lehrs) می گویند( شکل 5))، کوره های دارای بستر( قلب) از جنس غلتک های سرامیکی یا فلزات آلیاژی( شکل 6) و کوره های تونلی( شکل 7).

 

00277505.JPG

 

 

به جای کوره های مداوم افقی می توان از کوره های با بستر چرخنده ( شکل 8)، کوره های چرخنده ی استوانه ای مایل( شکل 10)، کوره های برج مانند ( tower furnaces)، کوره های ستونی( شکل 11)، کوره های کوره های بستر مایع( شکل 12)، گرم کن های مایع( liquid heaters) و بویلرها استفاده کرد.

 

00277506.JPG

 

کوره های با بستر چرخنده یا دوار( شکل 8) برای کاربردهای زیادی مورد استفاده قرار می گیرند و کوره های متداولی هستند. درا ین کوره ها بار بر روی یک بستر( قلب) چرخ و فلکی قرار داده می شود و پس از آنکه حرارت داده می شوند از روی بستر برداشته می شوند. بخش چرخنده ی این کوره ها در یک مدار مشخص حرکت می کند. کوره های با بستر چرخنده یا دوار مخصوصا برای بارهای استوانه ای شکل مناسب است که نمی توان آنها را از میان کوره هل داد.

 

00277507.JPG

 

کوره های با بسترچندتایی( کفی کوره) ( multihearth furnaces( شکل 9)) یک نوع از کوره های با بستر چرخنده است که دارای تعداد زیادی بستر مدور ثابت با دسته های کمکی چرخنده است که به طور تدریجی تکه های مواد را از میان کوره به جلو می برند و قطعات مواد از یک بخش بر روی بخش بعد می ریزند.

کوره های چرخنده ی استوانه ای مایل، kilns، incinerators و خشک کن ها در اغلب موارد از شعله های نوع F و یا G استفاده می کنند. اگر خشک کردن مد نظر باشد، در واقع هوای اضافی بیش از حالت معمول ممکن است باعث گردد تا قابلیت خروج آب بیشتر شود( شکل 10 را ببینید).

 

00277508.JPG

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

در کوره های برج مانند به دلیل ساختار عمودی فضای زمین کمتری نیاز است.این نوع کوره ی با ساختار بلند می تواند برای خشک کردن، پوشش دهی، عمل آوری و عملیات حرارتی( مخصوصا آنیلینگ) استفاده شود. در برخی موارد بار ممکن است بوسیله ی اتمسفر خاصی محافظت گردد و یا بوسیله ی تیوب های تشعشع کننده ی حرارتی و یا بخش های الکتریکی گرم شود.

 

00277509.JPG

002775010.JPG

 

کوره های ستونی معمولا استوانه های عمودی آسترکاری شده با مواد دیرگدازی هستند که در آنها مواد جامد و مایع به دلیل وزن شان به سمت پایین هدایت می شوند و فراورده های فرعی گازی به سمت بالا می روند. مثال هایی از این نوع کوره ها عبارتند از کوره های گنبدی( cupolas)، کوره بلند( blast furnace) و کوره های آهک پزی ( lime kilns).

 

002775011.JPG

 

کوره های بستر مایع بوسیله ی جریان با سرعت بالای گاز و بمباران فیزیکی سطوح تماس مواد جامد بوسیله ی لرزاندن میلیون ها ذره ی جامد، باعث انتقال حرارت به ذرات می شوند. این کوره ها دارای چندین شکل هستند.

 

1. یک محفظه ی آسترکاری شده با مواد دیرگداز که بوسیله ی گلوله ها ، ساچمه ها و یا گرانول های خنثی ( معمولا از جنس مواد دیرگداز ) پر شده اند. این گلوله ها بوسیله ی محصولات احتراق که بوسیله ی یک اتاقک احتراق تولید می شوند، گرم می شوند. باری که می خواهیم آن را حرارت دهیم به داخل بستر مایع و در داخل کوره قرار می گیرد و عملیات حرارت دهی انجام می شود. علاوه بر بار می توان یک بویلر به جای بستر مایع قرار داد واز آن برای تولید بخار استفاده کرد.

2. مانند بخش قبل است اما گرانول ها در آن ذرات مواد سوختی و یا رسوبات فاضلاب هستند که سوزانده می شوند. در بخشی از این کوره هوا فشرده می شود و به بخش احتراق هدایت می شود. ذرات سوخت در بخش بالایی کوره محترق شده و در داخل سوسپانسیون مایع می سوزد در حالی که محفظه ی بالایی بوسیله ی آب موجود در دیواره گرم می شود.

3. بستر مایع با گرانول های سرد از ماده ای پوششی ( مانند پلیمر) پرشده است. و بار پوشش داده شده در یک آون مجزا تا دمایی بالاتر از دمای ذوب گرانول ها حرارت دهی می شوند. بار گرم شده سپس برای پوشش دهی به بستر مایع سرباز فرستاده می شوند.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

طبقه بندی کوره ها بر اساس نوع سوخت

 

 

در کوره هایی که با احتراق سوخت گرم می شوند، طبیعت سوخت مصرفی ممکن است تا حدودی طراحی کوره را تغییر دهد اما این مسئله با طراحی و ساخت کوره ها و مشعل های صنعتی مدرن به عنوان یک مشکل بزرگ تلقی نمی گردد مگر آنکه از سوخت های جامد مورد استفاده قرار گیرد. مبناهای تشابه برای طبقه بندی، کوره های هوایی( air furnaces)، کوره های اکسیژنی( oxygen furnaces) و کوره های اتمسفری( atmosphere furnaces) است. مبناهای وابسته برای طبقه بندی ممکن است وضعیت محفظه ی شروع احتراق و یا این باشد که آیا محصولات حاصل از احتراق با مواد اولیه تماس دارند یا نه!

کوره های الکتریکی( electric furnaces) برای حرارت دهی در فرایند های صنعتی ممکن است از طریق ایجاد مقاومت و یا القا حرارت تولید کنند. از لحاظ تئوری اگر هیچ گاز و یا هوای خروجی وجود نداشته باشد، حرارت دهی الکتریکی هیچ تولید گازی ندارد اما استفاده کنندگان باید بدانند که هزینه ی بالاتر الکتریسیته نسبت به سوخت بدین علت است که تولید گازهای خروجی حاصل از احتراق در نیروگاه برق انجام شده است.

حرارت دهی مقاومتی معمولا مصرف برق بالاتری دارد و ممکن است نیازمند فن هایی باشد تا بوسیله ی آنها دما در داخل کوره یکنواخت گردد. در صورتی که از کوره هایی استفاده کنیم که سوخت مصرف می کنند دیگر نیازی به این فن ها نیست و محصولات احتراق دمای کوره را یکنواخت می کنند. استفاده از رکتیفایرهای سیلیکونی می تواند در هنگام حرارت دهی مقاومتی میزان مصرف را کاهش دهد. مواد مختلفی به عنوان مقاومت در کوره های الکتریکی مصرف می شوند. بیشتر آنها از جنس آلیاژ کروم-نیکل است که به صورت سیم یا نوارهای نورد شده و یا به صورت اشکال زیک زاکی ( برای انتقال بهتر حرارت) استفاده می شوند. سایر مواد مورد استفاده در مقاومت ها عبارتند از: شیشه ی ذوب شده، کربن گرانولی، کربن جامد، گرافیت و یا سیلیکون کاربید( میله های ملتهب که از آنها بیشتر در گرمایش تابشی مصرف می شود). این مسئله برخی اوقات امکان پذیر است که از بار شارژ شده به کوره به عنوان مقاومت استفاده کرد.

در حرارت دهی القایی جریانی از داخل یک پیچه عبور می کند. این پیچه دور قطعه ای قرار دارد که می خواهیم آن را گرم کنیم. فرکانس جریان مورد استفاده به جرم قطعه ای که می خواهیم آن را حرارت دهیم بستگی دارد. پیچه ی القا ( و یا سری های القا برای قطعات بار مختلف) باید بوسیله ی آب خنک سازی شوند تا از بالارفتن بیش از حد دمایشان جلوگیری شود.اگرچه حرارت دهی القایی معمولا الکتریسیته ی کمتری نسبت به حرارت دهی مقاومتی استفاده می کند، مقداری از آن منفعت ممکن است به دلیل هزینه ی خنک سازی با آب و هزینه های فاضلاب کشی از بین برود.

حرارت دهی القایی می تواند به آسانی برای حرارت دهی نقاط مشخصی از هر قطعه و روش های تولید جرمی( mass-production methods) استفاده شود. در کاربردهای مشابه که در زمینه ی تکنیک های مدرن تولید است، حرارت دهی سریع با استفاده از مشعل های گازی انجام می شود که با استفاده ازاین روش ها می توان دندانه های چرخ دنده ها را با موفقیت سخت کرد و فنرهای تخت وسایل را گرم کرد.

اخیرا توسعه های بسیاری در زمینه ی روش های حرارت دهی الکتریکی و الکترونیکی انجام شده است که این روش ها راه هایی را برای حرارت دهی صنعتی با استفاده از قوس پلاسما، لیزرها، فرکانس های رادیویی، میکرو ویو و حرارت دهی الکترومغناطیس و ترکیبی از این روش ها با احتراق سوخت پیشنهاد کرده اند.

طبقه بندی کوره ها بر اساس گردش هوا

برای کوره ها، خشک کن ها، آون های دما پایین و متوسط که در زیر دمای c° 760 (F 1400) کار می کنند، یک کوره ی یا آون با گردش هوا ی داخلی یکنواختی دمایی بهتری را در کوره ایجاد می کند و مصرف سوخت کمتری هم دارند. گردش هوا می تواند بوسیله ی فن، تعبیه ی کانال، فن های درپوشی سقفی( ceiling plug fans) و یا مشعل های جتی( jet momentum of burners) انجام شود.

طبقه بندی کوره ها بر اساس آتش مستقیم و غیر مستقیم

اگر شعله به طور مستقیم در محفظه ی مواد باشد و یا محصولات حاصل از احتراق بر بالای سطح مواد حرکت کنند، به این کوره کوره ی با آتش مستقیم می گویند.در بسیاری از کوره ها، خشک کن ها و آون هایی که در بخش های قبلی این مقاله دیدید، بار با تماس مستقیم با محصولات احتراق گرم نمی شد.

کوره های با آتش غیر مستقیم برای حرارت دهی مواد و محصولاتی است که کیفیت محصول نهایی در صورت تماس مستقیم شعله با این محصولات در معرض خطر باشد. در چنین مواردی مواد و یا بار ممکن به دو شکل حرارت دهی شوند:

1) مواد و یا بار در یک مافل ( muffle( یک ظرف رسانا)) حرارت دهی شوند به گونه ای که بیرون ظرف رسانا بوسیله ی تماس محصولات حاصل از احتراق مشعل ها گرم شود.

2) مواد و یا بار بوسیله ی تیوب های تشعشعی( radiant tubes) و بدون استفاده از مشعل و محصولات حاصل از احتراق حرارت دهی شوند.

 

00277511.JPG

مافل ها

 

قاعده ی کلی کوره های مافلی در شکل 1 نشان داده شده است. یک کوره ی کتری و یا یک کوره ی بوته ای ( شکل 2) انواعی از کوره های مافلی هستند که در آنها محصولات احتراق به طور مستقیم با بار در تماس نیستند.

 

 

00277512.JPG

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

یک آرایش مافلی مضاعف در شکل 3 نشان داده شده است. دراین کوره نه تنها بار در یک مافل قرار می گیرد بلکه محصولات حاصل از احتراق نیز داخل مافل هایی محبوس می شوند که به آنها تیوب های پخش کننده ی حرارتی( radiant tubes) می گویند. این استفاده از تیوب های پخش کننده ی حرارتی برای محافظت پوسته ی داخلی از گرم شدن نا متقارن است و جایگزین سیستم های حرارتی مشعل های نوع E و H هستند که برای حرارت دهی پوسته ی مافل از آنها استفاده می شود. نتیجه ی استفاده از این نوع سیستم صرفه جویی در مصرف انرژی و کاهش زمان لازم جهت حرارت دهی است.

 

00277513.JPG

تیوب های تشعشعی

 

 

برای بارهایی که حرارت دهی آنها نیازمند استفاده از اتمسفر های خاص برای جلوگیری از اکسیداسیون، دکربوره شدن بار و یا سایر دلایل است، کوره های مدرن با آتش غیر مستقیم به گونه ای ساخته می شوند که پیرامون آنها را یک لایه ی خارجی فراگرفته است. این لایه به گونه ای است که گاز از آن به سختی عبور می کند از این رو کل کوره را می توان با اتمسفر مناسب پر کرد. در این کوره ها حرارت دهی بوسیله ی تیوب های تشعشعی و یا مقاومت های الکتریکی انجام می شود.

طبقه بندی بر اساس نوع سیستم بازیابی حرارتی

اکثر سیستم های بازیابی حرارتی کمک می کنند تا حرارت هدررفته در گازهای موجود در دودکش کوره را بازیابی و استفاده ی مجدد گردد. برخی از شکل های بازیابی حرارتی عبارتند از: بازیابی حرارتی هوا و پیش گرم کردن آن، پیش گرم کردن سوخت، پیش گرم کردن بار( ماده ی مورد نظر برای حرارت دهی- شکل 4)، بهبود بخشی( recuperative)، استفاده از ری ژنراتور( regenerative) و استفاده از بویلرهای حرارتی مخصوص گرمای تلف شده.

 

00277514.JPG

 

پیش گرم کردن هوای احتراق بوسیله ی بهبود بخش ها و یا ری ژنراتور انجام می شود. بهبود بخش ها تبادل گرهای حرارتی حالت پایا هستند که گرما را از گازهای داغ خروجی از دودکش کوره به هوای مورد نیاز برای احتراق انتقال می دهند. ری ژنراتور ها وسایل غیر پایایی هستند که بطور موقت حرارت را از گازهای خروجی کوره گرفته و در تعداد زیادی قطعه ی کوچک ( از جنس دیرگداز یا فلز) ذخیره می کنند( هر یک از این قطعات دارای ظرفیت جذب مشخصی هستند). سپس هوای سرد به داخل این بخش ها وارد شده تا پیش گرم شود. کوره های مجهز به این سیستم گاهی اوقات کوره های ری ژنراتوری یا کوره های دارای سیستم بهبود بخش نامیده می شوند.

کوره های ری ژنراتوری در گذشته بسیار بزرگ بوده اند و دارای ساختار دیرگداز هم در کوره و هم در ری ژنراتور بوده اند. کوره هایی که در سال های بعد نیز ساخته شد دارای ری ژنراتورهای بزرگتری در مقایسه با کوره بودند.به استثنای کوره های بزرگ ذوب شیشه، اکثر این نوع ری ژنراتورها امروزه با ساختارهای ری ژنراتور/ مشعل داخلی جایگزین شده اند که به صورت جفت استفاده می شوند.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

درود...این نمودار بویلر هست که توسط گازها آب داره گرم میشه، زیاد دیدی روی بویلر ندارم واسه همین این سوال برام ایجاد شده که چجوری با انتقال حرارت ابتدا آب سوپر هیت تولید میشه. بعد تغییر فاز میده و سرانجام مایع خارج میشه. حدس میزنم این نمودار بویلر بازیاب باید باشه که از سه ناحیه تشکیل شده.

 

میشه مفهوم این نمودار رو توضیح بدید؟

 

8e1hpt2jrltfj6u3af1.jpg

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

درود،

شکل یک مقدار ناواضح هست، بویلر نیروگاهی هستش؟

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
درود،

شکل یک مقدار ناواضح هست، بویلر نیروگاهی هستش؟

درود...بله متاسفانه امکان قرار دادن عکس با کیفیت بالاتر وجود نداشت...

بویلر نیروگاهی است.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

اهل پاسخ الکی دادن نیستم اما بعید میدونم بویلری (حداقل نیروگاهی) وجود داشته باشه که جریان خروجیش مایع باشه، احتمالا یک هیتر هستش!

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

با سلام

در نمودار نشان داده شده خط شيب دار نشان دهنده دماي دود خروجي از توربين گاز و ورودي به بويلر بازياب است كه در با از دست دادن حرارت در حال كاهش است و خطوط شكسته كه دماي آنها نيز مشخص شده از كمترين آن كه اكونومايزرها در بويلر بوده كه كمترين دما را داشته و مايع داخل آن است كه بعد از آن وارد اواپراتورها كه دوفازي است و مرحله بعد سوپرهيتر است. بالاترين دماي دود در ورودي بويلربازياب است كه لوله هاي سوپرهيتر وجود دارد.

اميدوارم واضح توضيح داده باشم. بهرحال در خدمتم.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

با سلام یک سوال در مورد متریال لوله های طراحی بویلر

 

آیا منبع و رفرنس خاصی برای متریال طراحی بویلر هست . منظورم بیشتر جلوگیری از خورندگی بویلر توسط سیال هست. یه منبعی باشه که بتونم متریال بویلر رو نسبت به سیال ام انتخاب کنم.

ممنون

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
درود...این نمودار بویلر هست که توسط گازها آب داره گرم میشه، زیاد دیدی روی بویلر ندارم واسه همین این سوال برام ایجاد شده که چجوری با انتقال حرارت ابتدا آب سوپر هیت تولید میشه. بعد تغییر فاز میده و سرانجام مایع خارج میشه. حدس میزنم این نمودار بویلر بازیاب باید باشه که از سه ناحیه تشکیل شده.

 

میشه مفهوم این نمودار رو توضیح بدید؟

 

8e1hpt2jrltfj6u3af1.jpg

 

کاش تصویر رو یکم واضح تر میگرفتید:w000:

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

این پاورپوینت در زمینه حوادث ظروف تحت فشار و بویلرها هستش که توسط مجید آل حبیب و زهره عباسی کارشناسان بهداشت حرفه ای مرکز بهداشت نظرآباد و رباط کریم تهیه شده و تو 25 اسلاید از لینک زیر می تونید دانلود کنید.

محتوای مخفی

    برای مشاهده محتوای مخفی می بایست در انجمن ثبت نام کنید.

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

مهمان
ارسال پاسخ به این موضوع ...

×   شما در حال چسباندن محتوایی با قالب بندی هستید.   حذف قالب بندی

  تنها استفاده از ۷۵ اموجی مجاز می باشد.

×   لینک شما به صورت اتوماتیک جای گذاری شد.   نمایش به عنوان یک لینک به جای

×   محتوای قبلی شما بازگردانی شد.   پاک کردن محتوای ویرایشگر

×   شما مستقیما نمی توانید تصویر خود را قرار دهید. یا آن را اینجا بارگذاری کنید یا از یک URL قرار دهید.


×
×
  • جدید...