اطلاعات تماس
  • 099044*****
[نمایش اطلاعات]
کد: 139812044520714000

انواع مبدل حرارتی و کاربرد آنها را بشناسید

کد: 139812044520714000

http://bit.ly/38ZdiVI

، تهران , (اخبار رسمی): مبدل حرارتی (Heat Exchanger) دستگاهی است جهت انتقال حرارت بین دو یا بیش از دو سیال (مایع / گاز). سیال‌های جاری در مبدل‌ها، عمدتاً به منظور جلوگیری از اختلاط، توسط دیواره جامدی از یکدیگر جدا می‌شوند و در برخی از مبدل‌های حرارتی این امکان نیز وجود دارد که جریان سیال‌ها مستقیماً در ارتباط باشند.

انواع مبدل حرارتی و کاربرد آن ها را بشناسید
انواع مبدل حرارتی (مبدل حرارتی پوسته و لوله، صفحه ای و لوله ای)

انواع مبدل حرارتی در صنایع مختلف کاربرد فروانی دارند زیارا این سیستم‌ها در سرمایش و گرمایش مکانیزم‌های صنعتی بسیار کاربرد داند و از همین رو مبدل‌های حرارتی در انواع مختلفی در بازار موجود است که در ادامه سه نوع پرکاربرد از این سیستم شرح داده ده است. 

مبدل حرارتی پوسته و لوله

یکی از رایج‌ترین انواع مبدل در صنایع مختلف از جمله تهویه مطبوع و برودت صنعتی، مبدل حرارتی پوسته و لوله است. همان طور که از نامش پیداست، این مبدل‌ها از تعدادی لوله تشکیل شده‌اند که درون پوسته‌ای استوانه‌ای قرار می‌گیرند. دو جریان سیال با دماهای اولیه متفاوت وارد مبدل می‌شوند. یکی از درون لوله‌ها و دیگری از درون پوسته (بیرون لوله‌ها) عبور می‌کند. حرارت از طریق دیواره لوله‌ها، بین دو سیال منتقل می‌شود، گاهی از سیال داخل لوله به سیال جاری در پوسته و گاهی بالعکس.

هریک از سیال‌ها می‌توانند از مایعات و یا از گازها باشند و این امکان نیز وجود دارد که هرکدام از درون لوله یا پوسته جریان بیابند. مبدلی که فقط سیال مایع و یا صرفاً سیال گاز در دو طرف آن (درون پوسته و لوله) جریان دارد را مبدل تک فازی می‌گویند. مبدل‌های دو فازی می‌توانند برای انتقال حرارت به مایع جهت جوشاندن و تبخیر آن (بویلر) و یا به منظور خنک کردن بخار برای چگالش آن (کندانسور) با تغییر فازی که عمدتاً در سمت پوسته اتفاق می‌افتد، بکار روند.

در طراحی مبدل‌های پوسته و لوله تنوع قابل توجهی وجود دارد. معمولاً، ابتدا و انتهای لوله‌ها از طریق سوراخ‌های تعبیه شده در تیوب شیت (Tube Sheet) به پلنیوم (Plenum)، فضایی که در ابتدا و یا انتهای مبدل وجود دارد، متصل می‌شوند.

غالباً، بافل‌هایی در داخل پوسته برای هدایت جریان سیال ورودی لحاظ می‌شوند. در واقع، به کمک این بافل‌ها، ضمن ایجاد تلاطم در جریان سیال که باعث افزایش ضریب انتقال حرارت آن می‌شود، تماس با تمامی لوله‌ها اتفاق افتاده و زمان بیشتری برای تبادل حرارت بین جریان سیال و لوله ها ایجاد می‌شود.

در مبدل‌های حرارتی پوسته و لوله، ممکن است لوله‌ها به فُرم مستقیم (Straight) یا خم شده (Bent) به شکل U استفاده شوند. طراحی این مبدل‌ها با لوله‌های مستقیم به صورت یک، دو یا چهار پاس (Pass) انجام می‌شود. منظور از تعداد پاس، تعداد دفعاتی است که جریان سیال داخل لوله‌ها از میان سیال جاری درون پوسته، طول مبدل را طی می‌کند. بنابراین در مبدلی که یک پاس است، جریان سیال از یک سمت لوله‌ها وارد و از سمت دیگر خارج می‌شود. ضمن آنکه با چنین تعریفی، آن دسته از مبدل‌هایی که دارای لوله‌های خم شده هستند را می‌توان نوعی مبدل دو پاس قلمداد کرد.

مبدل‌های حرارتی پوسته و لوله را حتی می‌توان رایج ترین نوع مبدل حرارتی دانست که عمدتاً جهت سرمایش و یا گرمایش مایعات و گازها مورد استفاده قرار می‌گیرند. انعطاف پذیری طراحی آن‌ها، امکان استفاده از مبدل را در دما و فشارهای مختلف و با سیال‌های متفاوت، فراهم کرده است. مبدل‌های حرارتی پوسته و لوله به طور گسترده در فرایندهایی که به سرمایش و یا گرمایش حجم زیادی از جریان مایع و یا گاز نیاز است، به کار گرفته می‌شوند. برخی از کاربردهای معمول مبدل‌های حرارتی پوسته و لوله عبارتند از: نیروگاه تولید برق، HVAC، تبرید، تولید کاغذ، داروسازی، پتروشیمی و پالایشگاه، تولید اسید سولفوریک، معادن و …

مبدل حرارتی لوله‌ای

ساده‌ترین مبدل‌هایی که در صنعت استفاده می‌شوند، مبدل‌های حرارتی لوله‌ای دوبل (دو لوله ای) هستند که به اختصار آن‌ها را مبدل‌های لوله‌ای (Tubular) نیز می‌نامند. از یک سو، ارزان بودن این مبدل‌ها، چه در طراحی و چه از نظر تعمیر و نگهداری، آن‌ها را به انتخاب مناسبی برای صنایع کوچک تبدیل کرده است و از سوی دیگر، راندمان پایین آن‌ها و همچنین اشغال فضای زیاد در مقیاس‌های بزرگ، سبب شده است که در صنایع مدرن امروزی کمتر استفاده شوند و مبدل‌هایی با راندمان بیشتر نظیر مبدل‌های پوسته و لوله و مبدل‌های صفحه‌ای به کار گرفته شوند.

ساختار یک مبدل حرارتی لوله‌ای، در ساده ترین شکل خود شامل دو لوله با قطر متفاوت است که لوله کوچکتر به صورت هم مرکز درون لوله دیگر قرار می‌گیرد. چنانکه یکی از سیال‌ها درون لوله کوچک‌تر و سیال دیگر در فضای حلقوی بین دو لوله جریان می‌یابد. در واقع، این دیواره لوله داخلی است که سطح انتقال حرارت را تشکیل می‌دهد واغلب جهت دستیابی به سطح بیشتر، فین گذاری می‌شود.

در طراحی این مبدل‌ها، یکی از فاکتورهای مهم، نوع الگوی جریان در مبدل است. یک مبدل حرارتی لوله‌ای، معمولاً می‌تواند برای هر دو الگوی جریان مخالف (Counter Flow) و جریان موازی (Parallel Flow) طراحی شود، اما الگوی جریان متعامد (Cross Flow) در چنین مبدلی کارایی ندارد.

یکی از مزایای مبدل‌های حرارتی لوله‌ای، عملکرد درست آن‌ها تحت شرایط الگوی جریان مخالف است. الگویی که بیشترین راندمان را داشته و بالاترین ضریب انتقال حرارت (U Factor) را در طراحی مبدل‌های لوله‌ای به دنبال دارد.

مبدل‌های لوله‌ای برای کاربردهایی مناسب هستند که یا نرخ جریان سیال‌های عبوری کم بوده و تغییرات دمایی زیادی مد نظر است یا انتقال حرارت کمی برای نرخ جریان زیادی مورد نیاز است. البته این در حالی است که با توجه به ابعاد مبدل‌های لوله‌ای، استفاده از آن‌ها در شرایطی که فضای کافی وجود داشته باشد، منطقی خواهد بود. شایان ذکر است که می‌توان جهت ایجاد ظرفیت‌های بیشتر، چندین واحد مبدل لوله‌ای را به صورت سری یا موازی با یکدیگر، به شکل عمودی نصب کرد. مبدل‌های حرارتی لوله‌ای در صنایع غذایی و همچنین تهویه مطبوع (به عنوان بویلر، اواپراتور و یا کندانسور) بیشترین کاربرد را دارند.

مبدل حرارتی صفحه‌ای

نوعی مبدل حرارتی است که از صفحات نازک فلزی جهت انتقال حرارت بین دو سیال سرد و گرم استفاده می‌کند. صفحاتی با سطوح صاف و یا موج دار که ضمن ایجاد کانال‌هایی برای جریان‌های سیال، آن‌ها را از هم جدا می‌سازند. مزیت عمده مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای در مقایسه با سایر مبدل‌های رایج، این است که جریان سیال در معرض سطح بزرگتری برای تبادل گرما قرار می‌گیرد. چراکه سیال‌های سرد و گرم روی صفحات فلزی کاملاً پخش می‌شوند؛ در نتیجه انتقال حرارت بهتری صورت گرفته و تغییر دما با سرعت بیشتری اتفاق می‌افتد.

چنانکه نزدیکی دما (Temperature Approach) در یک مبدل حرارتی صفحه‌ای می‌تواند به اندازه 1 درجه سانتی گراد باشد، در حالی که در مبدل‌های پوسته و لوله، حدود 5 درجه سانتی گراد است. بنابراین برای نرخ یکسانی از انتقال حرارت، اندازه یک مبدل حرارتی صفحه‌ای به مراتب کوچک‌تر از ابعاد یک مبدل پوسته و لوله خواهد بود؛ زیراکه سطوح انتقال حرارت بزرگی، به صورت فشرده توسط صفحات مبدل ایجاد می‌شود. لذا، امروزه بکارگیری مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای در صنایع مختلف فراگیر شده است.

با توجه به طراحی‌های مختلفی که برای مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای وجود دارد، طیف گسترده‌ای از کاربردهای موجود را می‌توان برای این مبدل‌ها در نظر گرفت.

کاربرد مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای واشردار: سیستم‌های سرمایش و گرمایش منطقه‌ای به منظور ایجاد ارتباط بین ساختمان و شبکه، بازیابی حرارت، HVAC و صنایع گوناگونی از جمله مواد غذایی

کاربرد مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای لحیم کاری شده: هیت پمپ، چیلر، سیستم سرمایش و گرمایش منطقه‌ای به عنوان واحد رابط حرارتی و …

کاربرد مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای جوشکاری شده: نیروگاه‌های تولید برق، پالایشگاه‌های نفتی و …

علاقه مندان به کسب اطلاعات بیشتر می‌توانند به سایت شرکت مهندسی تهویه نگار به آدرس tahviehnegar.com مراجعه کنند.

### پایان خبر رسمی

اخبار رسمی هویت منتشر کننده را تایید می‌کند ولی مسئولیت صحت مطلب منتشر شده بر عهده ناشر است.

پروفایل ناشر گزارش تخلف
درباره منتشر کننده:

شرکت مهندسی تهویه نگار

تهویه نگار با بیش از یک دهه فعالیت در زمینه مشاوره، طراحی و ساخت انواع سیستم های تهویه مطبوع مطابق با شرایط جوی ایران، جایگاه خاصی در میان متخصصان این حوزه دارد و از طرفی کیفیت را سرلوحه خود قرار داده است. به این اعتماد و جایگاه افتخار می کنیم.

اطلاعات تماس
  • 099044*****
[نمایش اطلاعات]
منتشر شده در سرویس:

تجارت و بازار