دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
در ابتدا این فصل به معرفی این مبدل گرمایی در میان دیگر مبدل های گرمایی پرداخته و نکاتی در مورد کاربرد و مزایای آنها ذکر می گردد.
در ادامه نحوه ساخت و برخی از استانداردهای مربوطه ذکر می شود و سپس پارامتر های طراحی ، معادلات انتقال گرما و افت فشار و نهایتاً روند طراحی این نوع مبدل گرمایی بیان می گردد.
امروزه در صنایع فرایندی یکی از مهمترین تجهیزات مورد استفاده مبدل های گرمایی می باشند. مبدل های گرمایی از لحاظ ساختار و فشردگی سطح به دسته های گوناگونی تقسیم می شوند که دسته بندی آنها بر اساس ساختار و میزان فشردگی سطح به ترتیب در شکل (1) و (2) نشان داده شده است.
مبدل گرمایی صفحه حلزونی که از جمله مبدل های گرمایی فشرده محسوب
می گردد. برای نخستین بار در سال 1930 توسط شخصی سوئدی به نام Curt Rosenblad به منظور بازیافت انرژی از آب آلوده حاصل از کارخانه کاغذ سازی به کار برده شد. در سال 1932، Rosenblad ، شرکتی به منظور تولید گسترده این مبدل در سوئد احداث نمود.
در شکل (3) نمونه مبدل گرمایی ساخته شده توسط Rosenblad در سال 1930 نشان داده شده است.
انواع مبدل های گرمایی حلزونی :
مبدل های گرمایی حلزونی از نظر ساختار به دو دسته کلی تقسیم می شوند که عبارتند از :
- مبدل گرمایی لوله حلزونی.
- مبدل گرمایی صفحه حلزونی.
در ادامه هر یک از آنها به تفکیک مورد بررسی قرار می گیرند.
شکل (1) – دسته بندی مبدل های گرمایی با توجه به فرآیند انتقال
شکل (2) – دسته بندی مبدلهای گرمایی بر اساس آرایش جریان
شکل (3) – نمونه مبدل گرمایی ساخته شده توسط Rosenblad در سال 1930
مبدل گرمایی لوله حلزونی :
این نوع مبدل گرمایی از لحاظ دسته بندی در گروه مبدل های گرمایی لوله ای قرار می گیرد (شکل (1)). در حالتی که نیاز به یک مسیر جریان در مبدل گرمایی باشد ، مبدل گرمایی لوله حلزونی که از یک دسته لوله موازی حلزونی شکل که از طرف به دو لوله ورودی و خروجی متصل هستند ، تشکیل شده است ، مورد استفاده قرار می گیرد. اگر به بیش از یک مسیر برای جریان در مبدل گرمایی نیاز باشد دسته لوله ها نیز به صورت مارپیچ به دور هم می چرخند و تشکیل یک کویل می دهند.
شکل (4) – مبدل گرمایی لوله حلزونی ونمایش اجزای داخلی آن
مبدل های گرمایی لوله حلزونی به دلیل داشتن انتقال گرمای خوب کاربردهای فراوانی پیدا کرده اند که سه مورد آن عبارتند از :
- در کاربرد هایی که کمپرسورهای گاز با فشار بالا کار می کنند از مبدل گرمایی می توان به عنوان یک خنک کننده درون مرحله ای و یا خنک کننده پسین استفاده کرد. به علت حجم کم مبدل گرمایی و کمپرسور، آنها را در یک پکیج می توان قرار داد.
- هنگامی که مساله خوردگی مهم باشد، دیواره لوله ها را می توان ضخیم تر ساخت تا در مقابل خوردگی مواد اسیدی و بازی مقاومت بیشتری پیدا کنند.
- از این مبدل گرمایی می توان به عنوان یک گرمکن شناور درون مخازن وصل می نمایند یا اینکه تنهایی به صورت غوطه ور در درون مخزن قرار می دهند.
مبدل گرمایی صفحه حلزونی
مبدل های گرمایی صفحه حلزونی از لحاظ شکل جریان در درون مبدل گرمایی به سه دست کلی تقسیم می شوند:
- مبدل گرمایی جریان حلزونی – جریان حلزونی.
- مبدل گرمایی جریان حلزونی - جریان محوری.
- مبدل گرمایی ترکیب جریان حلزونی با جریان محوری.
مبدل گرمایی جریان حلزونی – جریان حلزونی
این نوع مبدل گرمایی دارای درپوش مسطح در دو طرف می باشد. جریان ها به صورت مخالف در مبدل گرمایی گردش دارند. معمولاً جریان سرد از محیط وارد و از محور مرکزی مبدل خارج می گردد و جریان گرم از محور مر کزی وارد و از محیط مبدل گرمایی خارج می شود.
شکل (5) – مبدل گرمایی جریان حلزونی – جریان حلزونی
این مدل گرمایی هم به صورت عمودی و هم به صورت محوی می تواند نصب گردد. کاربرد عمده این مبدل گرمایی در تبادل گرمایی مایع با مایع بدون تغییر فاز می باشد. اما در حالتی که گاز ها یا بخارات تختیر شونده دارای حجم زیادی نباشند می توان از آن استفاده نمود. در مواردی که سیال دوغابی شکل یا سیال دارای ذرات معلق جامد در خود باشد و یا رسوب گذاری قابل توجه باشد ، نصب گردن مبدل گرمایی به صورت افقی نسبت به نصب عمودی مناسب تر است.
مبدل گرمایی جریان حلزونی – جریان محوری
این نوع مبدل گرمایی دارای درپوش مخروطی شکل در طرفین (بدون فضای دورنی جمع کننده سیال) و یا درپوش مسطح در طرفین (همراه با فضای دورنی جمع کننده سیال) می باشد . در طراحی این مبدل گرمایی مسیر جریان محوری از دو طرف باز
می باشد و کانال جریان حلزونی به طرفین جوش داده می شود.
هنگامی که تفاوت زیادی در حجم های دو مایع وجود دارد. این نوع مبدل گرمایی صفحه حلزونی مناسب می باشد. این مبدل گرمایی برای سرد کردن یا گرم کردن گاز ها ، تقطیر بخار و یا به عنوان جوش آور می تواند به کار برده شود. زمانی که از این نوع مبدل گرمایی به منظور جوشش یا تقطیر استفاده گردد نحوه قرار گیری عمودی پیشنهاد می گردد. مسیر جریان حلزونی می تواند یک یا بیشتر باشد که بستگی به کار برد آن تعیین می گردد. از مشخصه های خوب این مبدل امکان استفاده در اختلاف فشار های پایین می باشد.
شکل (6) – مبدل گرمایی جریان حلزونی – جریان محوری
مبدل گرمایی ترکیب جریان حلزونی با جریان محوری :
این نوع مبدل گرمایی دارای درپوش مخروطی شکل در محل ورود جریان محوری می باشد. گاهی اوقات هم می توان از در پوش مسطح همراه با فضای درونی جمع کننده سیال استفاده کرد. درپوش زیرین که محل خروج جریان محوری است را مسطح
می گذراند. این نوع مبدل در بیشتر اوقات به عنوان تقطیر کننده بخار استفاده
می گردد که در این حالت به صورت عمودی نصب می شود. بخارات ابتدا به صورت محوری جریان می یابند تا اینکه حجم آنها به اندازه کافی کاهش یابد. سپس عمل فوق سرد به صورت جریان حلزونی انجام می گیرد.
شامل 27 صفحه فایل word قابل ویرایش
