مبدل های حرارتی (دسته بندی و ساختمان آن ها)
مقدمه
مبدلهای دو لوله ای
که به صورت U شکل ساخته می شود یک ازدو سیال درلوله داخلی ودیگری درمجرای حلقوی بین دو لوله جریان دارند. لوله های هم محور به صورت مستقیم ساخته شده اند وبوسیله زانوی c ْ180 در یک انتها به هم متصل می شوندمبدلهای حرارتی دولوله ای درمواقعی که سطح تبادل حرارت ورد نیاز کوچک باشد وبخصوص موقعی که یک از دوسیال گازمایع لزج ویا دبی از 50 متر مربع کوچکتر است مناسب است .
مبدل حرارتی به منظور انتقال لنرژی حرارتی بین دو سیال در دماهای مختلف بکار می رود .مبدلهای حرارتی در سیستمهای تبرید، تهویه مطبوع ، پالایشگاهها، اتومبیلها ،صنایع تولید ،نیروگاهها، بازیابی حرارت و بسیاری موارد دیگر بکار میرود.
مبدل لوله مارپیچی
از یک یا چندحلقه لوله مارپیچ تشکیل شده اند که داخل یک محفظه قرارمی گیرند .
ابتدا وانتها لوله های مارپیچ به لوله های اصلی ورودی و خروجی متصل می شوند.
جنس لوله های مارپیچ معمولاً فولاد کربن دار ، مس و آلیاژی آن ، فولاد ضد زنگ و آلیاژی نیکل می باشد .
اگرسیالات لزج باشند از لوله های پره دار نیز استفاده می شوند.
این نوع مبدلها برای سطح تبادل حرارتی کمتر از m230وفشار های کمتر از 40 اتمسفرمناسب هستند .
مبدلهای لوله پوسته ای
از متداولترین نوع مبدلهای ،مبدلهای لوله پوسته ای است که برای انتقال حرارت مایع –مایع، مایع – سیال درحالت تبخیر و مایع –سیال درحالت تقطیر بکارمیروند.
این مبدل ازیک پوسته وتعدادی لوله U شکل با پره های طولی در داخل آن تشکیل شده است وسیال سمت پوسته در امتداد وموازی لوله ها جریان دارد .
بخشی از تحقیق
لوله های مبدل
هر مبدل لوله پوسته ای از تعدادزیادی لوله تشكیل شده است كه یك سیال در دا خل وسیال دیگر درخارج آن جریان دارد . لوله ها اجزای اساسی ومهم مبدلها می باشند ،وسطح انتقال حرارت بین سیال جاری در درون لولها وسیال خارج آنرا تشكیل می دهند . لوله ها معمولاً از نوع بدون درز كششی یا اكسیژن تولید می شوند ولی اخیراً نوع درزدار (جوشكاری شده) نیز متدوال شده است و جنس آن به نوع سیال بستگی داردو معمولاًاز فلزات، آلیاژهای فلزی و یا موادغیر فلزی مانند پلاستیك ها است . اگر ضریب انتقال حرارت جابجایی سمت پوسته كم باشد از لوله های فین دار استفاده می شود.
اصول كلی در طراحی مبدلهای حرارتی
اولین مرحله درطراحی مشخصات و فرضیات مساله می باشد ،بطوركلی مساله خاصی كه برای طرح یك مبدل حرارتی مطرح می گردد ممكن است حاوی اطلاعات خیلی كم از قبیل دماهاودبی ها ی دوجریان گرم و سرد بوده ویا در مقابل ،دارای اطلاعات بسیار زیاد همراه با جزئیات بیشتر باشد . در مساله مورد نظرما علاوه بر دبی هاودماهای وسیال ،عوامل دیگری ازقبیل فشارها ودماها ی كاركردی ،افت فشارهای مجاز، بارحرارتی لازم ، اندازه مناسب ،محدودیت وزن ، قیمت و هزینه مجاز ،مواد لازم و همچنین نوع وآرایش مبدل نیزمطرح است . با افزایش خواسته هها و قیود طراحی ،انتخاب وطرح مبدل مناسب ،مشكل تر گردیده ومبدلی كه بتواند همه شرایط را ارضا نمایداز محدودیت بیشترو تنوع كمتری برخوردار است . بر اساس مشخصات مساله و نیز تجربه ، نوع مبدل وآرایش جریانها انتخاب می گرد .
طراحی مبدلهای حرارتی پوسته و لوله
بطوركلی هدف از طرح یك مبدل حرارتی ونیز تجزیه و تحلیل آن تعیین سطوح لازم جهت تبادل حرارت مورد نیاز می باشد .برای طراحی مبدلهای حرارتی دوروش عمده وجود دارد.
- روش استفاده از اختلاف دمای توسط لگاریتمی
- روش راندمان وتعداد واحدهای انتقال
نكات مهم در طراحی كندانسوز وبررسی بهینه سازی آن
به لحاظ اینكه مبدلهای حرارتی پوسته ، لوله ای فاقد قستهای تحرك می باشند و تغییر دما بین دوسیال صورت می گیرد . یك مهندس طراح می تواند طرحی از دستگاه را به سادگی تهیه كند و حدس خود را گسترش دهد. با وجود آنكه مبدل حرارتی دارای قطعات پیچیده ای از تجهیزات مختلف نیست ولی لاحظات زیادی در رابطه با انتخاب و اپتیمم طرح وجود ندارد زیرا كه مسایل از فرایند به فرایندی دیگر تفییر می كند .طراحی مبدلهابراساس اطاعات طرح ، آزمایشات در انتقال حرارت ، طراحی مكانیكی ، نگهداری و هزینه می باشد . هدف هر مهندس طراح می بایست این باشد كه مبدل حرارتی را بگونه ای طراحی كند كه مبدل عمل كردبه ویژه خود را داشته باشد با كمترین زحمت حداقل قیمت را برای مصرف كننده داشته باشد.
به سبب پیچیدگی در طرح وارتباط بین متغیر ها ،كاربرد هر مبدل حرارتی می تواند برای طرحهای ختلف عنوان شود. كه مصرف كنده می باید انتخاب نهایی را انجام دهد .
اطلاعات طراحی برای استفاده كننده
انتخاب یك طرح مبدل حرارتی نمی باید غیر جدی تلقی شود . زمان قابل ملاحظه ای می باسد در محاسبات انتقال حرارت و طراحی مكانیكی صرف شود تا طراحی مبدل حرارتی را بهینه كرده باشیم . كارخانه سازنده ویا طراحی می باید حداقل اطلاعات زیر را رابرای استفاده كننده فراهم آورد:
- انتقال حرارت كلی
- دبی سیال ورودی و خروجی مبدل
- دماهای ورودی و خروجی ازمبدل
- فشار عمل كرد دستگاه
- ضریب رسوب
- افت فشارهای مجاز
- خوردگی مجاز
- مواد سازنده
- ضخامت دیواره لوله برای ملاحظات خوردگی
- نوع مبدل حرارتی
- مقاله درمورد مبدل های حرارتی (دسته بندی و ساختمان آن ها)
- پروژه دانشجویی مبدل های حرارتی (دسته بندی و ساختمان آن ها)
- پایان نامه در مورد مبدل های حرارتی (دسته بندی و ساختمان آن ها)
- تحقیق درباره مبدل های حرارتی (دسته بندی و ساختمان آن ها)
- مقاله دانشجویی مبدل های حرارتی (دسته بندی و ساختمان آن ها)
- مبدل های حرارتی (دسته بندی و ساختمان آن ها) در قالب پايان‌نامه
- پروپوزال در مورد مبدل های حرارتی (دسته بندی و ساختمان آن ها)
- گزارش سمینار در مورد مبدل های حرارتی (دسته بندی و ساختمان آن ها)
- گزارش کارورزی درباره مبدل های حرارتی (دسته بندی و ساختمان آن ها)