مشاهده همه 20 نتیجه

مبدل حرارتی

مبدل حرارتی جزء یکی از فعال ترین و پرکاربردترین عضوها در فرایندهای شیمیایی، قلمداد می شود که در بیشتر واحدهای صنعتی، یافت می شود. مبدل های حرارتی، دستگاه هایی هستند که در دماهای مختلف، امکان انتقال انرژی گرمایی بین دو سیال یا بیشتر را فراهم می کنند.

می خواهیم در این مقاله، مبدل حرارتی را موشکافانه بررسی کنیم و اطلاعات جامعی درباره ی مبدل حرارتی، در اختیارتان بگذاریم.

مبدل حرارتی وسیله‌ای است برای انتقال حرارت بین د...

مبدل حرارتی

مبدل حرارتی جزء یکی از فعال ترین و پرکاربردترین عضوها در فرایندهای شیمیایی، قلمداد می شود که در بیشتر واحدهای صنعتی، یافت می شود. مبدل های حرارتی، دستگاه هایی هستند که در دماهای مختلف، امکان انتقال انرژی گرمایی بین دو سیال یا بیشتر را فراهم می کنند.

می خواهیم در این مقاله، مبدل حرارتی را موشکافانه بررسی کنیم و اطلاعات جامعی درباره ی مبدل حرارتی، در اختیارتان بگذاریم.

مبدل حرارتی وسیله‌ای است برای انتقال حرارت بین دو سیال که این دو سیال گاز یا مایع می باشد مانند آب، گاز، روغن، هوا و … . از آنجایی که تبدیل کننده حرارتی، گرما را بین دو یا چند سیال که در دستگاه جریان دارند، منتقل می‌کند در دسته گرمایش قرار می گیرد.

تبدیل کننده حرارتی در صنایعی مانند پتروشیمی، صنایع غذایی، دارویی، ذوب فلز، پالایشگاه‌ها، تبرید، برودت، تهویه مطبوع، نفت و گاز، و … کاربرد دارد. همچنین در دستگاه هایی نظیر دیگ بخار،  کندانسور، اواپراتور، تبخیرکننده ها، برج خنک کن، پیش گرم کن فن کویل، رادیاتورها، کوره ها و … نیز استفاده می شود.

مبدل حرارتی چیست؟ مبدل حرارتی در چه مکان هایی استفاده می شود؟ انواع مبدل حرارتی را می شناسید؟ آیا اطلاعات دقیق از نحوه ی عملکرد مبدل حرارتی در اختیار دارید؟ آیا از قیمت مبدل حرارتی اطلاعی دارید؟

قصد داریم در این مقاله، مبدل حرارتی را موشکافانه بررسی کنیم و اطلاعات جامع و کاملی درباره ی مبدل حرارتی و هرآن چه پیرامونش می گذرد، در اختیارتان بگذاریم.

مبدل حرارتی جزء یکی از فعال ترین و پرکاربردترین عضوها در فرایندهای شیمیایی، قلمداد می شود که در بیشتر واحدهای صنعتی، یافت می شود. مبدل های حرارتی، دستگاه هایی هستند که در دماهای مختلف، امکان انتقال انرژی گرمایی بین دو سیال یا بیشتر را فراهم می کنند. این عملیات انتقال گرما، ممکن است بین مایع- مایع، گاز- گاز و یا گاز- مایع انجام گیرد. مبدل های حرارتی به منظور خنک کردن سیال با دمای بالا و یا گرم کردن سیال با دمای پایین تر و یا هر دو گزینه، مورد استفاده قرار می گیرند.

مبدل های حرارتی، در مکان ها و دستگاه های مختلفی، کاربردهای فراوانی دارند، از جمله ی آن ها می توان به نیروگاه ها، پالایشگاه ها، صنایع پتروشیمی، صنایع ساخت و تولید و تهویه ی مطبوع اشاره کرد. همچنین در دستگاه های مختلفی از قبیل،دیگ بخار، مولد بخار، تبخیر کننده ها، برج خنک کن، پیش گرم کن فن، کندانسور، اواپراتور و مواردی از این قبیل، نقش های پررنگی ایفا می کنند.

شما عزیزان، با مطالعه ی این مقاله و کسب اطلاعات در زمینه ی مبدل های حرارتی، کاربرد و انواع آن ها، قادر خواهید بود از خدمات مشاوره آنلاین ما استفاده کنید و ضمن جویا شدن از به روز ترین قیمت های مبدل حرارتی، با مشاورین و کارشناسان ما، مشورت نمایید و برای خرید آنلاین مبدل حرارتی، اقدام نمایید.

برخی از مهم ترین عناوینی که در این مقاله به آن پرداخته شده است، در پایین قابل مشاهده است.

  • مبدل حرارتی چیست؟
  • کاربرد مبدل حرارتی
  • اجزای تشکیل دهنده ی مبدل حرارتی
  • انواع مبدل حرارتی
  • تقسیم بندی مبدل های حرارتی بر اساس نوع و سطح تماس سیال سرد و گرم
  • تقسیم بندی مبدل های حرارتی بر اساس جهت جریان سیال سرد و گرم
  • تقسیم بندی مبدل های حرارتی بر اساس مکانیزم و روش انتقال حرارت بین دو سیال سرد و گرم
  • تقسیم بندی مبدل های حرارتی بر اساس ساختمان مکانیکی مبدل ها و ساختار آن ها
  • مبدل حرارتی لوله ای
  • مبدل حرارتی صفحه ای
  • مبدل حرارتی سطح پره دار
  • دو لوله ای (Double pipe)
  • پوسته و لوله (shell and tube)
  • لوله ای حلزونی (spiral tube)
  • صفحه ای واشردار (Gasketed-plat)
  • صفحه ای حلزونی (Spiral plat)
  • لاملا  (Lamella )
  • مبدل حرارتی صفحه ای پره دار
  • مبدل حرارتی لوله ای پره دار
  • نکات مهمی که هنگام انتخاب و نصب مبدل حرارتی، باید مد نظر قرار دهید.
  • اصول و روش طراحی مبدل های حرارتی

 

مبدل حرارتی چیست؟

مبدل حرارتی یا به عبارتی مبدل گرمایی،که معادل انگلیسی آن (Heat exchanger) می باشد، دستگاهی است که وظیفه ی آن انتقال انرژی گرمایی از یک سیال به سیال دیگر است، این دستگاه شرایطی را فراهم می کند که دو یا چند سیال، در دماهای مختلف، می توانند به مبادله ی انرژی گرمایی با یکدیگر بپردازند.

موارد زیر می توانند طرفین این مبادله ی انرژی باشند:

  • گاز-گاز
  • مایع-مایع
  • مایع گاز

 

کاربرد مبدل حرارتی

مبدل حرارتی با سه هدف زیر مورد استفاده قرار می گیرد:

  • پایین آوردن دمای سیالی با دمای بالا(خنک کردن سیال گرم)
  • بالا بردن دمای سیالی با دمای پایین(گرم کردن سیال سرد)
  • هر دو مورد

کاربرد مبدل حرارتی

مبدل حرارتی در چه مکان هایی مورد استفاده قرار می گیرد؟

مبدل حرارتی در مکان های زیر بسیار پرکاربرد است.

  • نیروگاه ها
  • پالایشگاه ها
  • صنایع پتروشیمی
  • صنایع ساخت و تولید
  • صنایع فرآیندی،
  • صنایع غذایی و دارویی
  • صنایع ذوب فلز
  • گرمایش
  • تهویه مطبوع
  • سیستم های تبرید و کاربردهای فضایی

 

مبدل حرارتی در چه دستگاه هایی مورد استفاده قرار می گیرد؟

استفاده از مبدل حرارتی در دستگاه های زیر بسیار رایج است.

  • دیگ بخار
  • مولد بخار
  • کندانسور
  • اواپراتور
  • تبخیرکننده ها
  • برج خنک کن
  • پیش گرم کن فن کویل
  • خنک کن و گرم کن روغن
  • رادیاتورها
  • کوره ها

 

اجزای تشکیل دهنده ی مبدل حرارتی

مبدل حرارتی نیز مانند هر دستگاه دیگری، از اجزای زیادی تشکیل شده است. اجزایی که در راستای رسیدن به هدفی مشترک، هر کدام، وظیفه ی خاصی بر عهده دارند.

اجزای تشکیل دهنده ی یک مبدل حرارتی به شرح زیر است:

  • لوله ها (Tubes)
  • پوسته (Shell)
  • صفحه ی لوله(Tube Sheet)
  • کانال (Channel)
  • تیغه (Baffle)
  • سرپوسته (Shell Head)

اجزای تشکیل دهنده ی مبدل حرارتی

آشنایی با لوله ها در مبدل حرارتی

یکی از اجزای مهم تشکیل دهنده ی مبدل های حرارتی، لوله ها هستند؛ این لوله ها دارای ویژگی های زیر می باشند:

  • فاکتور هایی مانند تعداد، قطر، جنس، طول و ضخامت لوله ها با توجه به معیار هایی از قبیل، مقدار جریان سیال، طبیعت سیال ( خورنده یا بی اثر ، تمیز یا کثیف بودن و … )، فشار و درجه حرارت سیال و بار حرارتی مبدل، تعیین می شود.
  • لوله ها با یکی از دو شکل، مستقیم ( یعنی دو سر آن باز باشد) یا U  شکل، روی صفحه ای به نام Tube    Sheet  جوش داده شده و پرس می شوند.
  • قطر خارجی لوله ها معمولا 1 اینچ است.
  • جنس این لوله ها معمولا، فولاد، مس و گاهی گرافیت یا تفلون می باشد.

 

آشنایی با پوسته در مبدل حرارتی

پوسته، یکی دیگر از اجزای تشکیل دهنده ی مبدل حرارتی است که ویژگی های زیر را داراست:

  • جنس، قطر، ضخامت و حجم پوسته با توجه به ویژگی هایی مانند طبیعت سیال، فشار و درجه حرارت سیال، مقدار جریان سیال و مشخصات دسته لوله (Tube Bundle) از نظر قطر و طول آن، تعیین می گردد.
  • در انجام محاسبات بالا، نوع کاربرد هم در نظر گرفته می شود.
  • به طور مثال، پوسته ی مبدل هایی که از نوع تبخیر کننده یا جوشاننده، هستند، به فضایی به نام فضای تبخیر مجهز می باشند.

 

آشنایی با صفحه ی لوله در مبدل حرارتی

یکی دیگر از اجزایی که در ساخت مبدل حرارتی، نقش دارد، صفحه ی لوله می باشد. ویژگی های صفحه ی لوله به شرح زیر است:

  • صفحه ی لوله، صفحه ای دایره ای شکل است که سر لوله ها روی آن قرار گرفته می شود.
  • جنس، ضخامت و قطر صفحه ی لوله به عواملی چون جنس لوله ها ، تعداد لوله ها و نوع مبدل حرارتی بستگی دارد.
  • نحوه ی اتصال لوله ها به صفحه، ممکن است از طریق جوش دادن انجام شود یا این که لوله ها به وسیله ی فلنج به صفحه متصل گردند.
  • لوله ها معمولا به دو صورت مربعی یا مثلثی بر روی صفحه لوله ها نصب می شوند. .
  • آرایش مربعی: در این حالت تعداد لوله ی کمتری در یک سطح قرار می گیرد که این مورد یکی از معایب حالت مربعی، به حساب می آید. اما در این حالت، جریان با کمترین میزان مقاومت روبرو می شود، در نتیجه حداقل افت فشار به وجود خواهد آمد.
  • آرایش مثلثی: در حالت مثلثی نسبت به مربعی، افت فشار جریان پوسته افزایش می یابد اما از مزایای آن، می توان به بیشتر بودن میزان انتقال حرارت در آرایش مثلثی اشاره کرد.

 

آشنایی با کانال در مبدل حرارتی

از اجزای دیگر تشکیل دهنده ی مبدل حرارتی، می توان به کانال اشاره کرد، کانال دارای ویژگی های زیر می باشد:

  • از طریق کانال، سیال مورد نظر به داخل لوله ها، هدایت می شود.
  • در هر مبدل تعداد یک یا دو کانال، وجود دارد.
  • در مبدل های حرارتی چندگذره ، (Multipass) به منظور دو یا چند قسمت کردن کانال، از یک صفحه ی تقسیم کننده ی جریان استفاده می شود.

 

آشنایی با تیغه در مبدل حرارتی

یکی دیگر از اجزای تشکیل دهنده ی مبدل حرارتی تیغه می باشد، ویژگی های تیغه به شرح زیر است:

  • شکل ظاهری تیغه ها معمولا به شکل دایره ی برش خورده یا دیسک و حلقه (Disc & Ring)می باشد.
  • بین لوله ها و سیال درون پوسته از تعداد معین و مناسبی تیغه استفاده می شود، این کار با هدف افزایش زمان تبادل حرارتی انجام می گیرد.
  • نحوه ی آرایش تیغه ها به این شکل است که در داخل پوسته قرار می گیرند و لوله ها از میان سوراخ های آن ها که تعداد آن ها با تعداد لوله ها برابر است، عبور می کنند.
  • یکی دیگر از نقش های اساسی این صفحات این است که از طریق ایجاد جریان های متقاطع، مقاومت فیلمی به وجود آمده روی لوله ها را از بین می برند. همچنین ضریب انتقال حرارت را نیز، افزایش می دهند.
  • یکی دیگر از وظایف آن ها نگه داشتن لوله ها و ممانعت از خم شدن آن ها است.
  • از تیغه های طولی (Longitudinal Baffle) گاهی برای تقسیم کردن جریان پوسته به دو یا سه گذر، استفاده می گردد.

 

آشنایی با سرپوسته در مبدل حرارتی

سرپوسته، از دیگر اجزایی است که در ساخت یک مبدل حرارتی نقش دارد، ویژگی های سرپوسته به شرح زیر است:

  • شکل ظاهری سرپوسته معمولا” شبیه نیمکره است.
  • سرپوسته، از طریق پیچ و مهره به پوسته، متصل می شود.
  • نحوه ی قرار گیری سرپوسته، به گونه ای است که در مواقع لزوم می توان آن را برداشت و به بازرسی لوله ها، پرداخت.

انواع مبدل حرارتی

از انواع مبدل حرارتی می توان به  مبدل  فین دار، مبدل صفحه ای، مبدل دابل پایپ، مبدل پوسته و لوله، مبدل  صفحه ای اسپیرال و مبدل  هوا خنک یا پره ای است.

مبدل حرارتی پوسته لوله از تعدادی لوله و یک پوسته بزرگ تشکیل ‌شده است که از درون لوله‌ها یک سیال مایع، با دمای کم، و در اطراف آن ‌ها یک سیال گازی شکل با دمای بالا در جریان است.

مبدل حرارتی صفحه‌ای یا مبدل plate ای از کنار هم قرار گرفتن تعدادی صفحه فلزی بوجود می آید که یکی در میان نسبت به هم آب‌ بندی می‌شوند. دو سیال، یکی به‌ عنوان سیال دمای بالا و دیگری با عنوان سیال دمای پایین وارد آن شده و از طریق سطح فلزی این صفحات، با هم تبادل گرمایی انجام می‌دهند.

مبدل اسپیرال که به مبدل حلزونی معروف است از دو صفحه مسطح که به صورت حلزونی و در کنار یکدیگر رول شده تشکیل می شود.

مبدل های حرارتی به انواع گوناگون و متنوعی تقسیم می شوند، برای نظم بخشیدن به این گوناگونی، آن ها را از جنبه های مختلف، دسته بندی می کنیم.

نتیجه ی این دسته بندی، تشکیل گروه های زیر است.

  • گروه 1: تقسیم بندی بر اساس نوع و سطح تماس سیال سرد و گرم
  • گروه 2: تقسیم بندی بر اساس جهت جریان سیال سرد و گرم
  • گروه 3: تقسیم بندی بر اساس مکانیزم و روش انتقال حرارت بین دو سیال سرد و گرم
  • گروه 4: تقسیم بندی بر اساس ساختمان مکانیکی مبدل ها و ساختار آن ها

 

تقسیم بندی مبدل های حرارتی بر اساس نوع و سطح تماس سیال سرد و گرم

مبدل های حرارتی بر اساس نوع و سطح تماس سیال سرد و گرم به سه دسته ی زیر تقسیم می شوند:

  • مبدل های حرارتی نوعRecuperative
  • مبدل های حرارتی نوعRegenerative
  • مبدل های حرارتی نوع تماس مستقیم

 

مبدل های حرارتی نوع  Recuperative 

در این نوع مبدل حرارتی، یک سطح جامد حایل میان سیال سرد و گرم قرار گرفته و آن ها را از یکدیگر جدا کرده است، انتقال انرژی گرمایی نیز از طریق همین سطح جامد، صورت می گیرد. لازم به ذکر از این نوع مبدل، در صنعت به وفور استفاده می شود و بیشتر مبدل های موجود در صنعت، از این نوع می باشند.

 

مبدل های حرارتی نوع  Regenerative 

در این مبدل حرارتی، سطحی که وظیفه ی جدا نمودن سیال سرد و گرم را از یکدیگر به عهده دارد، ثابت نیست به این طریق که قسمت هایی از سطح، به نوبت در معرض حرکت سیال سرد یا گرم قرار می گیرد و عملیات انتقال حرارت انجام می شود.کاربرد این مبدل ها بیشتر در مقیاس های آزمایشگاهی و تحقیقاتی می باشد.

 

مبدل های حرارتی نوع تماس مستقیم

در این نوع مبدل حرارتی، همان طور که از نامش پیداست، هیچ مانع و دیواری بین جریان های سرد و گرم وجود ندارد و سیال سرد با گرم به صورت مستقیم تماس پیدا می کند و به مبادله ی انرژی گرمایی با یکدیگر می پردازند. در این نوع مبدل ها لازم است جریان ها، قابلیت مخلوط شدن با یکدیگر را نداشته باشند، مثلا دو مایع غیر قابل اختلاط و یا یک گاز و یک مایع باشند. آن ها معمولا دارای راندمان حرارتی بالایی هستند.

برای  نمونه ای از این مبدل ها، می توان به برج های خنک کن ، کولرهای آبی و گرم کن های آب تغذیه ای باز (open feed water heater)  موجود در نیروگاه های بخار اشاره نمود.

 

تقسیم بندی مبدل های حرارتی بر اساس جهت جریان سیال سرد و گرم

مبدل های حرارتی براساس جهت جریان سرد و گرم به سه دسته ی زیر تقسیم می شوند:

  • مبدل حرارتی از نوع جریان همسو
  • مبدل حرارتی از نوع جریان غیر همسو
  • مبدل حرارتی از نوع جریان عمود بر هم

مبدل گرمایی از نوع جریان همسو

در این نوع مبدل حرارتی، جریان سرد و گرم در یک سو و موازی با یکدیگر حرکت می کنند. به عبارت دیگر، دو جریان سیال، از یک نقطه به مبدل وارد می شوند، در یک جهت موازی با یکدیگر پیش می روند و هر دو از انتهای دیگر، خارج می شوند.

نکته: لازم به ذکر است دمای سیال سرد خارج شده از مبدل با دمای سیال گرم خارج شده، بسیار متفاوت است. و برای نزدیک کردن مقدار عددی دو دمای نام برده شده به یکدیگر، باید سطح بسیار بزرگی برای انتقال حرارت موثر بین آن دو، در نظر گرفته شود.

 

مبدل گرمایی از نوع جریان غیر همسو

در این نوع مبدل حرارتی، جریان سیال سرد و گرم موازی با هم اما در خلاف جهت یکدیگر حرکت می کنند.

نکته:. اگر بخواهیم این مبدل ها را در شرایط یکسانی با مبدل های همسو مقایسه کنیم، دارای سطح انتقال حرارت کمتری نسبت به مبدل های همسو می باشند. همچنین در این مبدل ها، امکان این وجود دارد که دمای سیال سرد خروجی از دمای سیال گرم خروجی بیشتر باشد.

 

مبدل حرارتی از نوع جریان عمود بر هم

در این نوع مبدل حرارتی، همان طور که مشخص است، جریان های سرد و گرم عمود بر هم، حرکت می کنند.

به عنوان متداول ترین نمونه می توان از رادیاتور اتومبیل نام برد. در این نوع جریان، با توجه به نحوه ی طراحی، جریان مخلوط یا غیر مخلوط خواهیم داشت. به موارد زیر دقت کنید تا علت نام گذاری آن ها را دریابید.

  • سیال داخل لوله ها، از نوع غیر مخلوط است زیرا قادر به حرکت در راستای عرضی نمی باشد.
  • سیال بیرونی برای لوله های بی پره، از نوع مخلوط است زیرا این امکان وجود دارد که سیال در جهت عرضی حرکت کرده و مخلوط شوند.
  • سیال بیرونی برای لوله های پره دار غیر مخلوط است زیرا پره ها، از جریان یافتن آن، در جهتی عمود بر جهت اصلی جریان، جلوگیری می کنند.

 

تقسیم بندی مبدل های حرارتی بر اساس مکانیزم و روش انتقال حرارت بین دو سیال گرم و سرد

مبدل های حرارتی بر اساس مکانیزم و روش انتقال حرارت بین دو سیال سرد و گرم به سه دسته ی زیر تقسیم می شوند:

  • در هر دو سمت، جابجایی یک فاز اتفاق می افتد.
  • در یک سمت جابجایی یک فاز و در سمت دیگر جابجایی دو فاز اتفاق می افتد.
  • در هر دو سمت جابجایی دو فاز اتفاق می افتد.

 

در هر دو سمت، جابجایی یک فاز اتفاق می افتد یعنی چه؟

در برخی از مبدل های حرارتی مانند اکونومایزرها، گرمکن های هوا در دیگ بخار ، خنک کن های میانی در کمپرسورهای چند مرحله ای ، رادیاتور خودروها ، خنک کن های روغن ، گرم کن های مورد استفاده در گرمایش اتاق ها و ژنراتورها، و مواردی از این قبیل، هم در سمت سیال سرد و هم در سمت سیال گرم ، انتقال گرما از طریق جابجایی یک فاز اتفاق می افتد.

اکونومایزر: یک نوع مبدل حرارتی است و نحوه ی عملکرد آن به این صورت است که با عبور آب تغذیه ی بویلر از میان این مبدل حرارتی، گاز های داغی از آن خارج می شود، در این میان از حرارت گاز های داغ برای افزایش دمای آب استفاده شده و آب تغذیه با حرارت بیشتری به درون بویلر فرستاده می شود. بنابراین انرژی کمتری برای تبخیر و گرمایش آب، نیاز است که نتیجه ی این عملیات، افزایش راندمان بویلر است.

 

در هر دو سمت جابجایی دو فاز اتفاق می افتد، یعنی چه؟

در هر دو سمت مبدل حرارتی، انتقال گرمای دو فاز می تواند اتفاق بیفتد. درست مانند شرایطی که چگالش در یک سمت و جوشش در سمت دیگر سطح انتقال گرما، می باشد. لازم است بدانید حتی بدون تغییر فاز هم، انتقال گرمای جریان دوفاز، می تواند به نوعی اتفاق بیفتد. برای مثال در بسترهای سیال یا مخلوط گاز و ذرات جامد، ذرات به سطح گرما منتقل می کنند، یا از آن سطح ، گرما دریافت می کنند.

 

تقسیم بندی مبدل های حرارتی بر اساس ساختمان مکانیکی مبدل ها و ساختار آن ها

مبدل های حرارتی بر اساس ساختمان مکانیکی و ساختاری که دارند به سه دسته ی زیر تقسیم می شوند.

  • مبدل حرارتی لوله ای
  • مبدل حرارتی صفحه ای
  • مبدل حرارتی سطح پره دار

 

مبدل حرارتی لوله ای

این نوع مبدل ها، ساختاری لوله ای شکل داشته و دارای یک سطح مقطع دایره ای می باشند. مکانیزم آن ها به این صورت است که یک سیال درون لوله ها و سیال دیگری، بیرون از لوله ها جریان دارد. این مبدل ها را با تغییر در هر یک از فاکتور های قطر،تعداد، طول،گام و آرایش لوله ها می توان به روش های مختلفی طراحی نمود، بنابراین می توان گفت این مبدل ها طراحی انعطاف پذیری دارند و لزوما از یک طرح ثابت پیروی نمی کنند.

 

انواع مبدل حرارتی لوله ای

مبدل های حرارتی لوله ای به سه دسته ی زیر تقسیم می شوند:

  • دو لوله ای (Double pipe)
  • پوسته و لوله (shell and tube)
  • لوله ای حلزونی (spiral tube)

 

مبدل حرارتی دو لوله ای

این نوع مبدل حرارتی، از دو لوله ی هم مرکز تشکیل شده است، به این صورت که یک لوله با قطر کوچک تر، از طریق اتصالات مخصوص به خود، درست در مرکز یک لوله با قطر بزرگتر واقع شده است و جریان از میان آن ها عبور کرده و از مقطعی به مقطع دیگر منتقل می شود. مبدل های حرارتی دو لوله ای با هدف فراهم کردن افت فشار و متوسط اختلاف دمای مورد نظر، می توانند با آرایش های گوناگون سری و موازی مرتب شوند.

مبدل های حرارتی دو لوله ای در شرایط زیر بسیار کاربرد دارند:

  • از این مبدل به منظور گرمایش و سرمایش محسوس سیال هایی استفاده می شود که در آن ها سطوح انتقال گرمای مورد نیاز، کوچک می باشد.

همچنین استفاده از این مبدل، برای شرایطی که یک یا هر دو سیال سرد و گرم، تحت فشار زیادی قرار داشته باشند، انتخاب مناسبی است.

مبدل حرارتی دو لوله ای

معایب مبدل حرارتی دو لوله

این نوع مبدل حرارتی، دارای معایبی می باشند؛ این معایب عبارتند از:

  • یکی از مهم ترین معایب این نوع مبدل های حرارتی، پایین بودن میزان انتقال گرما در واحد سطح گرمایی، می باشد.
  • همچنین آن ها، برای یک ظرفیت گرمایی مشخص، بزرگ و هزینه بر هستند.

 

مبدل حرارتی پوسته و لوله

ساختار اصلی مبدل های پوسته و لوله را، لوله هایی با مقطع دایره ای شکل تشکیل می دهد که در پوسته های استوانه ای شکل بزرگی قرار گرفته اند، لوله و پوسته در این ساختار به نحوی قرار می گیرند که محور های آن ها با هم موازی هستند.

مبدل حرارتی پوسته و لوله

از مبدل های حرارتی پوسته و لوله در چه مکان هایی استفاده می شود؟

استفاده از این نوع مبدل حرارتی، در موارد زیر رایج است.

  • خنک کن هایروغن
  • چگالنده ها و پیش گرمکن ها در نیروگاه ها
  • مولد های بخار در نیروگاه های هسته ای
  • کاربرد های صنایع فرایندی و شیمیایی

 

ویژگی های مبدل حرارتی پوسته و لوله

مشخصات مبدل حرارتی پوسته و لوله به شرح زیر می باشد.

  • جریان در سمت پوسته و لوله با توجه به مواردی مانند ظرفیت گرمایی، افت فشار، سطح فشار، شیوه های ساخت، میزان هزینه، تشکیل رسوب، کنترل خوردگی، مسائل مربوط به تمیز کاری و … آرایش می شود.
  • برای افزایش ضریب انتقال حرارت در سمت پوسته و همچنین برای نگه داشتن لوله ها، از بافل ها استفاده می شود.
  • یکی از مشخصه های مبدل های پوسته و لوله، که با سایر مبدل ها متفاوت است، این است که متناسب با نوع نیاز و با توجه به ظرفیت ها و شرایط های کارکرد، به صورت متفاوت و جداگانه طراحی می شوند.

 

مزایای مبدل حرارتی پوسته و لوله

مزایای اصلی مبدل های حرارتی پوسته و لوله در پایین قابل مشاهده هستند:

  • در این نوع مبدل حرارتی، میزان انبساط حرارتی پوسته و لوله ها، در نظر گرفته می شود.
  • این نوع مبدل در حجم کم، سطح بزرگی برای انتقال حرارت ایجاد می کند.
  • این قابلیت را دارند که برای موارد گسترده ای، مورد استفاده قرار گیرند.
  • تمیز کردن مجموعه، به آسانی صورت می گیرد.
  • همچنین اگر سایر جنبه ها اهمیت چندانی نداشته باشند، به عنوان کم هزینه ترین روش ساخت و تولید شناخته می شود.

تقسیم بندی مبدل پوسته و لوله با توجه به شکل ظاهری

مبدل های حرارتی پوسته و لوله، از نظر ساختار و شکل ظاهری به چند دسته تقسیم می شوند، این تقسیم بندی به شرح زیر است:

  • نوع U شکل
  • نوع مستقیم یک پاس
  • نوع مستقیم دو پاس

 

آشنایی بیشتر با چند نمونه مبدل حرارتی پوسته و لوله

جهت آشنایی بیشتر شما عزیزان با مبدل حرارتی پوسته و لوله، در این قسمت، با چند نمونه از آن ها، بیشتر آشنا خواهید شد.

  • مبدل های حرارتی پوسته و لوله دارای بافل
  • مبدل های حرارتی پوسته و لوله با صفحه ی لوله های ثابت
  • مبدل های حرارتی پوسته و لوله با دسته ی لوله ی U شکل

 

مبدل های حرارتی پوسته و لوله با دسته ی لوله ی U شکل

مبدل های حرارتی پوسته و لوله با دسته لوله U شکل، فقط از یک صفحه ی لوله ای تشکیل شده اند، برخی از ویژگی های این مبدل حرارتی را در پایین مشاهده می کنید.

  • به دلیل اینکه تنها از یک صفحه ی لوله تشکیل شده است، کم هزینه ترین ساختار را دارد.
  • سطح داخلی لوله ها دارای یک خمU شکل تند می باشند و به همین جهت، نمی توان آن ها را با وسایل مکانیکی، تمیز کرد.
  • در این مبدل ها، به تعداد زوجی از گذرهای لوله، نیاز است.
  • همچنین در این نوع مبدل حرارتی، محدودیتی از نظر انبساط گرمایی وجود ندارد.

مبدل حرارتی U شکل

مبدل حرارتی پوسته و لوله نوع مستقیم یک پاس

جهت حرکت سیال ها در این مدل، به این شکل است که ازیک‌ طرف وارد لوله‌ها می شوند، در لوله جریان می یابند و از سمت دیگر لوله، خارج می‌شوند.

 

مبدل حرارتی پوسته و لوله نوع مستقیم دو پاس

می توان این مدل را ترکیبی از دو مدل قبلی دانست. در این مبدل، حرکت سیال ها به این شکل است که مانند حالت قبلی از یک ‌طرف وارد لوله می شوند اما برخلاف آن، از سمت دیگر لوله، خارج نمی شوند بلکه با یک چرخش ۱۸۰ درجه‌، به لوله ی دیگری راه می یابند. در نتیجه، سیال ها دقیقا در همان سمتی که وارد شدند، از لوله خارج می شوند. از ویژگی های این نوع مبدل حرارتی، می توان به موارد زیر اشاره نمود:

  • از دو تیوب شیت استفاده شده است.
  • با وجود دو تیوپ شیت، امکان تمیز کردن لوله‌ها وجود دارد.

 

مبدل های حرارتی پوسته و لوله دارای بافل

مبدل حرارتی دارای بافل، مبدلی است که دارای تیغه ها و صفحات هدایت کننده جریان می باشد، در این نوع مبدل، جریان سمت پوسته به صورت متقاطع با لوله ها و در میان دو بافل مجاور، هدایت می شود، این جریان در حین حرکت از فاصله ی میان دو بافل عبور می کند و به فاصله ی بعدی منتقل می شود، همچنین این انتقال و حرکت به صورت موازی با لوله ها، اتفاق می افتد.

 

مبدل های حرارتی پوسته و لوله با صفحه ی لوله های ثابت

ساختار مبدل های حرارتی پوسته و لوله با صفحه ی لوله های ثابت( Fixed tube sheet ) ، به این صورت است که پوسته به صفحه لوله جوش داده شده و به آن متصل است. در این نوع مبدل، نمی توان به خارج از دسته ی لوله برای تمیز کاری، دسترسی پیدا کرد.

ویژگی های این نوع مبدل عبارتند از:

  • کم هزینه است.
  • تنها می تواند به میزان اندکی، توسط فانوسی هایانبساط ، افزایش یابد. به طور کلی، انبساط گرمایی محدودی دارد.
  • در این نوع مبدل حرارتی، تمیز کردن لوله ها، به سادگی انجام می شود.

 

مبدل حرارتی با صفحه ی لوله ثابت

مبدل حرارتی لوله ای حلزونی

مبدل های حرارتی لوله ای حلزونی، از کویل هایی تشکیل شده اند که در هم پیچیده شده و ساختاری شبیه به حلزون پیدا کرده اند. این کویل ها می توانند در یک پوسته قرار بگیرند، یا به صورت چگالنده ها و تبخیر کننده های هم مرکز در سیستم های تبرید، مورد استفاده قرار بگیرند.

ویژگی های این نوع مبدل حرارتی، به شرح زیر است:

  • در لوله ی حلزونی شکل این مبدل، ضریب انتقال گرما در مقایسه با لوله مستقیم، بیشتر است.
  • تمیز کردن این نوع مبدل ها، به دلیل ساختار پیچ در پیچی که دارند، بسیار دشوار و تا حدی غیر ممکن است، به همین دلیل برای انبساط گرمایی و سیال های تمیز، انتخاب مناسبی هستند.

مبدل حرارتی لوله ای حلزونی

مبدل حرارتی صفحه ای

مبدل حرارتی صفحه ای، متشکل از صفحات نازکی است که کانال های جریان را تشکیل می دهند. صفحات مسطح که با دو ظاهر صاف یا موجدار وجود دارند، جریان های سیال را از هم جدا می کنند. برای انتقال گرما میان گاز، مایع یا جریان های دو فاز از این مبدل می توان استفاده کرد.

مبدل حرارتی صفحه ای

انواع مبدل حرارتی صفحه ای

این مبدل ها به صورت زیر دسته بندی شوند:

  • صفحه ای واشردار (Gasketed-plat)
  • صفحه ای حلزونی (Spiral plat)
  • لاملا  (Lamella )

 

مبدل حرارتی صفحه ای واشردار

مبدل حرارتی صفحه ای واشردار از تعدادی صفحات نازک با سطح چین دار یا موج دار، تشکیل شده است که وظیفه ی آن ها، جدا کردن سیال های گرم و سرد، از یکدیگر می باشد.

مبدل حرارتی صفحه ای واشردار

ویژگی های مبدل حرارتی صفحه ای واشردار

  • این صفحات، به یک نوع قطعات در گوشه ها، مجهز شده اند، ساختار این قطعات به نحوی است که یکی از دو ماده ای که قرار است گرما بین آنها مبادله شود، در فضای میانی صفحات، جریان می یابد.
  • مجموعه ای از صفحات، به وسیله ی پیچ هایی که برای نگه داشته شدن آن ها کنار هم، از صفحات ابتدایی و انتهایی، عبور می کنند، کنار هم قرار گرفته اند. این نشان دهنده ی طراحی و واشر بندی مناسب، این مبدل حرارتی می باشد.
  • وظیفه ی دیگری که واشرها به عهده دارند، هدایت کردن سیال ها در صفحات، به شیوه ی مورد نظر است، علاوه بر آن واشر ها از نشتی نیز جلوگیری می کنند.
  • عموما باید جریان سیال ها در خلاف جهت یکدیگر باشند، در نتیجه تنظیمات جریان را در راستای برآورده شدن این هدف، انجام می دهند.

 

 

مبدل حرارتی صفحه ای حلزونی

ساختار مبدل حرارتی صفحه ای حلزونی، به این شکل است که دو صفحه ی بلند موازی به شکل یک حلزون، پیچ داده می شوند و سپس با نصب یک میله ی اصلی (مندرل) و جوش دادن لبه های صفحات مجاور به هم، به نحوی که یک کانال تشکیل شود، این ساختار کامل می شود.

بین صفحات فلزی، فاصله ی معینی وجود دارد، این فاصله در هر دو کانال حلزونی، به وسیله ی پین های فاصله اندازی که به ورق فلزی جوش داده می شوند، کنترل می شود. با توجه به نرخ جریان، می توان فواصل مختلفی برای کانال در نظر گرفت، به طور مثال طول پین های فاصله انداز می تواند بین 5 تا 20mm  متغیر باشد. به این ترتیب می توان کمترین سطوح ممکن برای گرمایش و شرایط جریان ایده آل را به دست آورد.

مبدل حرارتی صفحه ای حلزونی

ویژگی های مبدل حرارتی صفحه ای حلزونی

ویژگی های مبدل حرارتی صفحه ای حلزونی، به شرح زیر است:

  • یک جریان ثانویه در هر کدام از دو مسیر حلزونی ایجاد می شود، این جریان، سبب افزایش انتقال گرما، و کاهش رسوب می شود.
  • یکی دیگر از ویژگی های ساختاری آن ها، فشردگی کامل است.
  • این مبدل ها به دلیل ساختار منحصر به فردی که دارند، نسبتا گران قیمت هستند.
  • برای این مبدل ها سطح انتقال گرما، در محدوده ی( 0.5 تا 500 ) محاسبه می شود.
  • همچنین حداکثر فشار کارکرد تا ( 15bar ) و دمای کارکرد ( تا 500درجه سانتیگراد ) برآورد می شود.
  • این مبدل ها، با توجه به نحوه ی اتصالات و آرایش های جریان، در سه نوع اصلی ساخته می شود.

 

کاربرد مبدل حرارتی صفحه ای حلزونی

مبدل حرارتی صفحه ای حلزونی، در موارد زیر کاربرد دارد.

  • سیال لجن آلود
  • مایعات لزج
  • همچنین مایعاتی دارای ذرات جامد معلق بزرگ و جریان دو فازی مایع- جامد

 

مبدل حرارتی لاملا

مبدل حرارتی لاملا ( ریمن )، از مجموعه کانال هایی با صفحات فلزی نازک، ساخته شده است، این صفحات به یکی از دو صورت زیر کنار هم قرارگرفته اند:

  • به صورت موازی جوشکاری شده اند و کنار هم قرار گرفته اند.
  • یا این که به شکل لاملا ( لوله های تخت یا کانال های مستطیلی ) به صورت طولی در یک پوسته، کنار هم قرار گرفته اند.

 

ویژگی های مبدل حرارتی لاملا

ویژگی های مبدل حرارتی لاملا به شرح زیر است:

  • می توان گفت این مبدل، صورت اصلاح شده یمبدل های حرارتی پوسته و لوله با صفحه لوله شناور است.
  • در این نوع مبدل، لاملا ها یا همان لوله های تخت شده، از دو صفحه ی برش خورده ی باریکی ساخته شده اند که طی یک عملیات، با استفاده از جوش نقطه ای یا درزی، به یکدیگر متصل شده اند.
  • فضای داخل لاملاها به این شکل است که در قسمت درونی آن ها، برجستگی هایی وجود دارد که به عنوان فاصله دهنده، برای ایجاد مقاطع جریان بین لاملاها، در سمت پوسته، مورد استفاده قرار می گیرند.
  • در هر دو انتها با قرار دادن میله های فولادی در وسط لاملاها، عملیات جوش دادن انجام می شود.

 

نکات مهم اجرایی در نصب مبدل حرارتی صفحه ای

در نصب مبدل حرارتی صفحه ای، نکات زیر، باید مد نظر قرار گیرد.

  • مبدل حرارتی صفحه ای، به دو صورت افقی و عمودی قابل نصب شدن است، این مبدل به هر شیوه ای که نصب شود باید در وضعیتی قرار گیرد که هوا به سادگی از آن خارج شود. به طور مثال، اگر در حالت افقی نصب شود بهتر است سر لوله های ورودی و خروجی، به سمت بالا قرار گیرد و اگر در حالت عمودی نصب شود، بهتر است لوله ها با کمی شیب به سمت بالا قرار گیرند.
  • برای نصب مبدل های حرارتی صفحه ای بزرگ، باید از شاسی استفاده شود تا وزن اضافه به لوله ها وارد نشود.
  • نحوه اتصال لوله های ورودی و خروجی، یکی از مهمترین نکاتی است که در نصب مبدل حرارتی صفحه ای باید مدنظر قرار بگیرد.
  • در بیشتر مبدل های حرارتی صفحه ای، مسئله ای که اهمیت دارد، خلاف جهت قرار گرفتن لوله های ورودی و خروجی نسبت به هم می باشد و محل ورود و خروج تاثیر چندانی ندارد. اما در برخی مبدل ها به دلیل وجود پره های هدایتی داخل صفحات، علاوه برجهت صحیح، محل ورود و خروج نیز اهمیت دارد و در راندمان مبدل، تاثیرگذار است.
  • نکته ی مهم: توصیه می شود قبل از نصب مبدل صفحه ای، کاتالوگ شرکت سازنده را به صورت دقیق مطالعه نمایید. این روزها که استفاده از مبدل صفحه ای در موتورخانه های منازل و کارگاه های صنعتی بسیار متداول گشته، با کسب آگاهی در جهت استفاده ی درست و اصولی از این تجهیزات، می توان از مزایای فراوان آن، بهره مند شد و معایب آن ها را، تا حد زیادی کاهش داد.
  • نکته ی مهم: هنگام نصب مبدل حرارتی صفحه ای، توجه کنید که باید ازشیر یک طرفه در مسیر آب ورودی به مبدل حرارتی استفاده کنید همچنین آب گرم کننده و آب گرم شونده، حتما باید خلاف جهت یکدیگر، جریان یابند.
  • در مسیر آب مبدل های حرارتی، حتما از سخت گیر استفاده نمایید.
  • برای فراهم شدن امکان انجام سرویس های دوره ای و اسید شویی، لازم است مهره ماسوره و شیر فلکهروی کلیه ی لوله های آب وارد شده و خرج شده از مبدل های حرارتی، نصب گردد.
  • از آن جایی که استفاده از ملزوماتی مانند، یک عدد شیر یکطرفه،دو عدد صافی فیلتر و همچنین سختی گیر (خطی، مغناطیسی، الکترونیکی و …) در نصب و بهره برداری حداکثری از انواع مبدل های حرارتی صفحه ای، امری ضروری است و در هنگام فقدان موارد اشاره شده، مبدل حرارتی عملکرد مطلوبی نخواهد داشت، کار عاقلانه این است که همزمان با خرید مبدل حرارتی، نسبت به خرید حضوری با خرید آنلاین این تجهیزات جانبی، هماهنگ با سایز لوله های ورودی و خروجی، اقدام نمایید تا از مشکلاتی که در صورت نبود آن ها، به وجود می آید، ایمن بمانید.

نکات مهم در نصب مبدل حرارتی

مبدل حرارتی با سطوح پره دار یا هواخنک

مبدل های حرارتی با سطوح پره دار، از پره هایی در سطح اصلی انتقال گرما تشکیل شده اند، ( این سطح می تواند لوله ای یا صفحه ای باشد)؛ در واقع هدف این پره ها، افزایش سطح انتقال گرما می باشد. همان طور که می دانید ضریب انتقال گرما در قسمت گاز بسیار کوچکتر از قسمت مایع است، در نتیجه با استفاده از سطوح انتقال گرمای پره دار، در سمت گاز، سطح انتقال گرما افزایش داده می شود.

 

کاربرد مبدل حرارتی با سطوح پره دار

بیشترین کاربرد این نوع مبدل حرارتی، در جایی است که ضریب انتقال گرما در یک یا هر دو سمت کوچک باشد و به مبدل های حرارتی فشرده نیاز پیدا شود. به عنوان مثال استفاده از آن، در مبدل های حرارتی گاز – گاز یا گاز – مایع، بسیار پرکاربرد است.

 

انواع مبدل حرارتی با سطوح پره دار

متداول ترین مبدل های حرارتی با سطوح پره دار به شرح زیر می باشند:

  • مبدل حرارتی صفحه ای پره دار
  • مبدل حرارتی لوله ای پره دار

نکته: مبدل های صفحه ای پره دار، معمولا برای کاربردهای گاز- گاز و مبدل های لوله ای پره دار برای کاربردهای مایع- گاز، مورد استفاده قرار می گیرند.

 

مبدل حرارتی صفحه ای پره دار

در کاربردهایی که کاهش جرم و حجم مبدل، بسیار حائز اهمیت است، مانند ماشین های باری ، اتومبیل ها و هواپیماها و مواردی از این قبیل. به منظور دستیابی به این کاهش حجم و وزن، از مبدل های حرارتی فشرده  استفاده می شود.

 

 

مبدل حرارتی صفحه ای پرده دار

ویژگی های مبدل حرارتی صفحه ای پره دار

  • این صفحات تخت که میان آن ها پره های موج دار،کار گذاشته شده است، جریان های سیال را از یکدیگر جدا می کنند.
  • با توجه به جریان های سیال، صفحات نام برده شده، با شکل بندی های متفاوت و متنوعی، آرایش داده می شوند.
  • سطح انتقال گرما در این واحد های بسیار فشرده، حدودا 2000 به ازای هر واحد حجم می باشد.
  • ضخامت صفحات معمولا)5 تا (mm 1 و ضخامت پره ها بین) 0.15  تا   (mm 0.75در نظر گرفته می شود.
  • جنس کل مبدل را، آلیاژ آلومینیوم تشکیل می دهد و اجزای تشکیل دهنده ی آن، در حمام نمک یا کوره خلاء به یکدیگر لحیم داده می شوند.

 

مزایای استفاده از ورق های موج دار

ورق های موج دار، در واقع صفحاتی هستند که بین صفحات تخت قرار داده می شوند. مزایای استفاده از آن ها، به شرح زیر است:

  • این ورق ها، سطح انتقال گرمای بیشتری تولید می کنند.
  • همچنین به عنوان تکیه گاهی برای صفحات تخت، شناخته می شوند.

نکته: باید به این مورد توجه داشت که اگر از پره هایی استفاده شود که در راستای جریان، پیوسته نباشند، لایه های مرزی کاملاً شکسته شده و اختلال ایجاد می شود، همچنین اگر سطح در راستای جریان، با موج همراه باشد ، لایه های مرزی نازک شده و در بعضی مواقع کاملا قطع می شوند. در نتیجه، انتقال گرما با ضرایب بزرگ تری انجام شده و افت فشار بزرگتری به دنبال خواهد داشت.

 

شکل های گوناگون ورق های موج دار

در این مبدل های حرارتی، از ورق های موج دار با شکل های مختلفی استفاده می شود، متداول ترین این شکل ها عبارتند از:

  • پره دار ساده
  • پره دار ساده سوراخ دار
  • پره دار دندانه ای یا کنگره ای
  • پره دار جناغی یا موجی شکل

 

کاربرد مبدل حرارتی صفحه ای پره دار

این نوع مبدل حرارتی، در موارد مختلف، کاربرد های فراوانی دارند، تعدادی از کاربردهای گسترده ی آن، به شرح زیر می باشد.

  • تبرید با دمای خیلی کم ( کرایوژنیک )
  • بازیابی انرژی
  • صنایع فرایندی
  • تبرید و سیستم های تهویه
  • توربین های گاز
  • نیروگاههای مرسوم و هسته ای
  • مهندسی پیشرانه (هواپیماها ، ماشین های باری و خودروها)
  • تبرید و گرمایش
  • تهویه و تهویه مطبوع
  • سیستم های بازیابی گرمای اضافه
  • صنایع شیمیایی و سرمایش وسایل الکترونیکی

 

مبدل حرارتی لوله ای پره دار

مبدل حرارتی لوله ای پره دار، از لوله هایی تشکیل شده است،که در سمت بیرون آن ها پره هایی نصب شده است. نحوه ی قرار گرفتن پره های سمت خارجی نسبت به محور لوله ها، می تواند عمودی شکل، اریب یا مارپیچ، یا با حالت طولی (محوری) و در امتداد محور لوله قرار گرفته باشد.

نکته: پره های طولی یا محوری معمولاً برای مبدل های دو لوله ای یا پوسته و لوله ای که دارای بافل نیستند، کاربرد دارد.

مبدل حرارتی لوله ای پرده دار

نحوه ی عملکرد یک نوع مبدل حرارتی لوله ای پره دار

چگالنده های خنک شونده با هوا و دیگ های بخار بازیافت، یک نوع مبدل حرارتی لوله ای پره دار، به حساب می آیند. نحوه ی عملکرد آن ها به این صورت است که هوا یا گاز از میان یک دسته افقی از لوله ها عبور کرده و متقاطع با آن ها، در قسمت خارجی دمیده می شود. به این ترتیب، عمل چگالش یا جوشش، در قسمت داخل لوله ها، انجام می شود.

 

ویژگی های مبدل حرارتی لوله ای پره دار

مشخصات مبدل حرارتی لوله ای پره دار، به شرح زیر می باشد.

  • لوله های مورد استفاده درمبدل های لوله ای پره دار، معمولا دارای مقاطع دایره ای شکل، مستطیلی یا بیضی شکل می باشند.
  • پره ها از طریق لحیم کاری،جوشکاری،اکستروژن، جوش برنجی، جا زدن مکانیکی، پیچاندن کششی و مواردی از این دست، به لوله متصل می شوند.
  • استفاده از این مبدل ها، در سیستم های گرمایش، تهویه، تبرید و تهویه ی مطبوع رایج است.
  • در چگالنده ها و تبخیر کننده های سیستم های تبرید، معمولا سطوح داخلی لوله ها، مورد استفاده قرار می گیرند.

 

نکات مهمی که هنگام انتخاب و نصب مبدل حرارتی، باید مد نظر قرار دهید.

هنگامی که قصد خرید یک مبدل حرارتی را دارید، برای این که بتوانید انتخابی مطلوب و بهینه، داشته باشید؛ لازم است، موارد مختلفی را مدنظر قرار دهید. از آن جایی که این کار از اهمیت بالایی برخوردار است، معمولا به‌وسیله یک سیستم کامپیوتری، و یک کارشناس یا مهندس طراح حرفه ای انجام می‌گیرد. یکی از اصلی معیار هایی که باید مد نظر قرار گیرد، موضوع مبلغ و هزینه می باشد. علاوه بر این معیار‌های دیگری نیز وجود دارند که پرداختن به آن ها، امری ضروری است. این موارد به شرح زیر می باشند:

  • راندمان گرمایی
  • بازه‌ های دمایی
  • افت فشار در مبدل حرارتی
  • ظرفیت جریان سیال
  • محدودیت فشاری
  • قابل شست و شو بودن
  • بررسی جنس مبدل گرمایی (مس، آلومینیوم، کربن، استیل، نیکل، یا تیتانیوم)
  • نوع ترکیب محصول (مایع با مایع، مایع ذره‌دار یا مایع دارای جامد زیاد)
  • توجه به فرایند ساخت و تولید
  • میزان توانایی و امکان توسعه آن در آینده
  • هزینه‌های مربوط به نصب و راه اندازی، بهره ‌برداری، نگه داری و بهینه‌ سازی.

 

آشنایی با اصول طراحی یک سیستم مهندسی

به طور کلی طراحی یک سیستم مهندسی،یا حتی بخش کوچکی از آن، از اهمیت بالایی برخوردار است و نیازمند آگاهی و تسلط کامل بر مواردی چون ساختار سیستم، اندازه سیستم، عملکرد سیستم و سایر مشخصاتی که برای ساخت و بهره برداری ضروری هستند، می باشد.

از توضیحات ذکر شده، این گونه برمی آید که روش طراحی، کار ساده ای نیست و ساختار پیچیده ای دارد. حال اگر مبدل حرارتی را به عنوان یک مؤلفه در نظر بگیریم، طراحی آن باید به گونه ای انجام شود که با چرخه ی عمر یک سیستم سازگار باشد.

درطراحی چرخه ی عمر، می توان به ملاحظات زیر اشاره کرد:

  • مرحله اول: فرمول بندی مسئله (به طور مثال تعامل با مشتری)
  • مرحله دوم: توسعه ی مفهوم ( انتخاب انواع طراحی ها، طراحی اولیه و …)
  • مرحله سوم: طراحی دقیق مبدل( شامل انجام همه محاسبات طراحی به صورت دقیق و توجه به همه ی ملاحظات است )
  • مرحله چهارم: ساخت و تولید
  • مرحله پنجم: ملاحظات بهره برداری ( عملکرد،قابلیت دسترسی به آن، فرسوده شدن و مواردی از این قبیل)

 

تفسیر مراحل بالا

در نخستین گام، یک مهندس باید با توجه به نیاز مشتری، مسیر را مشخص کند، به طور مثال مشخصات تجهیزات را تعیین کرده و اهداف کلی طراحی سیستم را روشن کند. حال اگر موضوع به درستی فرمول بندی گردد، وقت آن است که مهندس، یک یا چند راه حل طراحی عملی را مدنظر قرار داده و تک تک مؤلفه ها را در طراحی سیستم ارزیابی نماید. در مرحله ی بعد بر اساس نتایج حاصل از تحلیل و ارزیابی های انجام شده، می تواند اندازه گیری های دقیق را انجام دهد و اقام به برآورد هزینه های کلی و بهینه سازی آن ها کند. انجام مراحل بالا سبب دستیابی به بهترین راه حل برای طراحی می شود و به این ترتیب بهترین نتیجه حاصل خواهد شد.

پس از آن، نوبت به ملاحظات مهندسی پروژه اعم از ساخت و تولید می رسد. همچنین موضوعاتی مانند راه اندازی، حمل و نقل، عملکرد در شرایط پایدار و در نهایت فرسوده شدن و بازیافت، از جمله مواردی هستند که نباید از دید مهندس طراح، پنهان بمانند. در آخر، تیم طراحی با در نظر گرفتن همه ی ابعاد و زوایای مسئله، محدودیت های احتمالی را شبیه سازی کرده و روی مراحل گوناگون؛ چندین بار آزمون و خطا انجام می دهد. تا در نهایت به یک روش طراحی بی نقص که جواب گوی همه ی مشکلات باشد، دست یابند.

 

اصول و روش طراحی مبدل های حرارتی

آقایان، کیز و لندن (1998) ، تابورک (1988) و شاه (1982) یک متدولوژی برای طراحی مبدل های حرارتی فشرده انجام داده اند. اگر این فرآیند طراحی را به عنوان یک مطالعه موردی در نظر بگیریم، می توانیم برای طراحی یک مبدل حرارتی، اصول زیر را در نظر بگیریم.

  • باید مشخصات فرآیند و طراحی، تعیین شوند.
  • طراحی حرارتی و هیدرولیک انجام شود.
  • طراحی مکانیکی انجام شود.
  • هزینه های مربوط به تولید و ساخت و همه ی موارد دیگر، محاسبه شود.
  • بهینه سازی سیستم و فاکتور های مربوط به ارزیابی و سنجش، انجام گیرد.

موارد ذکر شده، مانند یک زنجیر به هم متصل هستند و روی یکدیگر تاثیر می گذارند. در نتیجه برای دستیابی به طراحی بهینه، به همه ی موارد باید توجه شود. به عنوان مثال برای دور شدن از نوع مشکل احتمالی، قبل از شروع طراحی، می توان هر کدام را چند بار تکرار کرد.

با توجه به مطالب ذکر شده، درمی یابیم که روش و متدولوژی طراحی فرایند پیچیده ای است، چراکه برای دستیابی به یک روش طراحی مطلوب، مراحل زیادی باید طی شود، مثلا بسیاری از ملاحظات کمی و کیفی باید بررسی شوند و محاسبات کمی بسیار بادقت انجام گیرند. همچنین باید این نکته را مدن ظر قرار داد که بسته به کاربرد خاصی که دارد، برخی از ملاحظات طراحی، حین انجام پروسه اعمال کرد می شود.

با درنظر گرفتن ملاحظات و موارد ذکر شده، یک روش و متدولوژی طراحی مطلوب برای مبدل حرارتی، محقق خواهد شد.

 

همراهان همیشگی، در این مقاله سعی کردیم شما را با انواع مختلف مبدل های حرارتی و ویژگی های هر کدام از آن ها، اجزای تشکیل دهنده ی مبدل حرارتی و نکات ضروری در نصب و طراحی مبدل های حرارتی آشنا کنیم و اطلاعات کاربردی و مفیدی را در اختیارتان بگذاریم.

هم اکنون با آگاهی از اطلاعات مفیدی که در رابطه با مبدل حرارتی در اختیار دارید، قادر خواهید بود متناسب با نوع نیازی که دارد بهترین گزینه را انتخاب کنید و اقدام به خرید آنلاین مبدل حرارتی نمایید. برای کسب آگاهی از به روزترین قیمت های مبدل حرارتی و دریافت خدمات و مشاوره، با مشاورین آنلاین ما در ارتباط باشید.

این مبدل بیشتر در سیستم های تبریدی مورد استفاده قرار می گیرد. برای آگاهی بیشتر در خصوص مشخصات مبدل حرارتی و موارد استفاده هریک با کارشناسان ما درتماس باشید.

در سایت مرجع و فروشگاهی تأسیسات دات کام، مشخصات فنی و قیمت های تضمین شده  انواع تجهیزات تاسیساتی ، خرید آنلاین تاسیسات با ضمانت نامه اصلی، جهت ایجاد اعتماد، برای شما عزیزان ارائه گردیده است. تا خرید اینترنتی امن و تضمین شده ای داشته باشید.

plink.irbitly.comv.ht

برای مشاوره رایگان با کارشناسان خبره تاسیسات دات کام و راهنمایی برای بهترین خرید با شماره های زیر تماس بگیرید

۰۲۱-۷۷۶۵۵۳۸۸

۰۹۳۵۴۴۴۴۴۹۲

Call Now Buttonمشاوره رایگان بگیرید!