مبدل های حرارتی

Heat exchengersمبدل های حرارتی   

مقدمه:

مبدل های حرارتی درطرح هاوانواع گوناگون به طوروسیعی درصنایع نفت-گاز-پتروشیمی-نیروگاهها-پالایشگاه ها-صنایع غذایی-دارویی-تهویه مطبوع-سیستم های خنک کننده-فضایی-ذ.ب فلزات و...مورداستفاده قرارمی گیرند.

وظیفه اصلی مبدل هاتبادل گرمابین سیالات فرایندی می باشد.این تبادل بین سیالات گرم وسردبه طورمستقیم یا غیرمستقیم درمبدل صورت می گیرد

مبدل های حرارتی نمونه بارزکاربرد انتقال حرارت درصنعت می باشد.

درطراحی مبدل ها پارامترهای متعددی نقش دارد.به عنوان مثال درطراحی مبدل های پوسته ولوله بیش از30پارامتردخالت دارد.داشتن دانش انتقال حرارت-جریان دوفازی-مکانیک سیالات نقش اساسی درطراحی دقیق یک مبدل دارد.

تقسیم بندی مبدل های حرارتی:

-نوع وسطح تماس سیال سردوگرم

-جهت جریان سیال سردوگرم

-مکانیزم انتقال حرارت بین سیال سردوگرم

-ساختمان مکانیکی

 

حال به بررسی هریک ازتقسیم بندی هامی پردازیم.

 

تقسیم بندی ازنظرنوع وسطح تماس سیال

:Recuperative-1

دراین مبدل سیال سردوگرم توسط یک سطح جامدثابت ازیکدیگرجدا می شوندوانتقال انرژی ازطریق این سطح صورت می گیرد.اکثرمبدل های صنعتی ازاین نوعند.

:regenerative-2

دراین مبدل سطح جداکننده سیال سردوگرم ثابت نبوده وبه طورمتناوب قسمت هایی ازسطح مذکوردرمعرض حرکت سیال گرم وسرد قرارمی گیرد.این مبدل هابیشتردرمقیاس ازمایشگاهی وتحقیقاتی مورداستفاده قرارمی گیرند.

:Direct contact-3

دراین مبدل سیال سردوگرم به طورمستقیم با هم تماس داشته وتبادل گرما انجام می شود.برج های خنک کننده وکولرهای ابی از این دسته اند.

تقسیم بندی ازنظرجهت سیال سردوگرم:

1-مبدل های حرارتی با جریان همسو:در این نوع مبدل هاجریان های سردوگرم به طورموازی وهم جهت طول مبدل راطی کرده وازان خارج می شوند.

2-مبدل های حرارتی باجریان غیرهمسو:دراین نوع مبدل هاجریان های سردوگرم به طورموازی وخلاف جهت هم طول مبدل راطی کرده وازان خارج می شوند.

3-مبدل های حرارتی باجریان عمودبرهم:دراین نوع مبدل هاجهت جریان های سردوگرم عمودبرهم میباشند.

رادیاتوراتومبیل متداول ترین نوع ازاین مبدل هاست.

تقسیم بندی ازنظرمکانیزم انتقال حرارت بین سیال گرم وسرد:

1-مبدل هایی که مکانیزم انتقال حرارت انها ازنوع تشعشعی است.مثل کوره ها

2-مبدل هایی که مکانیزم انتقال حرارت بین سیال گرم وسرد ترکیبی ازانتقای حرارت های جابجایی+هدایت است.مثال بارز این مبدل ها :مبدل پوسته ولوله می باشد.

تقسیم بندی ازنظرساختمان مکانیکی:

1-مبدل های حرارتی لوله ای:مثل مبدل های پوسته ولوله-مبدل های دولوله ای

2-مبدل های حرارتی فشرده

3-مبدل های صفحه ای

4-کولرهای هوایی