وبلاگ شبکه ای

پارامترهای موثر در طراحی مبدل‌های حرارتی

طراحی مبدل های حرارتی

در طراحی مبدل های حرارتی چند مرحله  برای رسیدن به نتیجه مطلوب طی شود:

تعیین مشخصات طراحی مبدل

مهم ترین مرحله در طراحی مبدل حرارتی تعیین اطلاعات کلی شامل  شرایط کاری و محیطی مبدل است ، از جمله تعیین ماهیت سیالات و ویژگی های شیمیایی آنها، فشارها، محل جغرافیایی که مبدل درآن قرار می گیرد، آرایش جریان ها ( همسو، ناهمسو و متقاطع)، محدودیت های کاری، دمای سیالات ورودی و دمای مورد نیاز سیال خروجی ، هزینه، تعیین تکنولوژی قابل استفاده و … . و در نهایت انتخاب نوع مبدل حرارتی مناسب (مبدل حرارتی صفحه ای، پوسته لوله، لوله ای) و تعیین جنس قطعات انجام می شود.ادامه مطلب

واشر-مبدل-حرارتی-آلفالاوال
مبدل حرارتی صفحه ای

مبدل حرارتی صفحه ای

مبدل حرارتی صفحه ای (Plate Heat Exchanger) از زیر مجموعه های بسیار کاربردی در تاسیسات حرارت مرکزی می باشد که با استفاده از صفحات فلزی که به شیوه ای خاص در قاب فولادی قرار گرفته اند حرارت را انتقال می دهند. این تجهیزات دارای صفحات فلزی چین دار یا شیار داری می باشند که به کمک واشرهای پلیمری به یکدیگر متصل شده و با افزایش آشفتگی در سیال در حال جریان، تبادل حرارت را با راندمان بالا انجام می دهند.

مبدل حرارتی صفحه ای چیست؟

یکی از مهم ترین و اصلی ترین تجهیزات مورد استفاده در سیستم های سرمایشی و گرمایشی، مبدل های حرارتی می باشند که وظیفه آنها انتقال دما و حرارت بین سیال های در حال جریان است. مبدل حرارتی صفحه ای، همان طور که از نامشان مشخص است از تعداد زیادی صفحه فلزی تشکیل شده است که به کمک واشرهای پلیمری از هم جدا هستند. واشر مورد استفاده برای این صفحات در یک سمت دارای دایره و در جهت دیگر بدون دایره می باشد که در قسمت پایینی جهت قرار گرفتن این دو حفره بالعکس در نظر گرفته میشود.

با توجه به تفاوت هایی که در قسمت بالایی و پایینی این واشرها وجود دارد، نحوه قرار گرفتن صفحه ها به گونه ایست که صفحه اول در بین قاب فولای قرار گرفته، صفحه دوم برعکس شده و بعد از اولی قرار گرفته و الی آخر. دلیل این نحوه چیدمان صفحات چین دار فلزی در کنار هم فراهم ساختن شرایط برای جا به جایی و انتقال سیال و انجام انتقال حرارت می باشد. در حالت کلی، در این مبدل ها فریم متحرک (Moveable frame)، فریم ثابت (fixed fream)، میله حمال (carring bar)، تکیه گاه (support)، میله راهنما (guidance stick)، پیچ های فشاری، صفحات مبدل و واشر (Gasket) از اجزای اصلی به شمار می روند.

نحوه عملکرد مبدل حرارتی صفحه ای

مبدل های صفحه ای از چند صفحه چین دار تشکیل شده اند که با واشر پلیمری از هم فاصله داشته و در نهایت با کمک پیچ و مهره های مخصوص صفحات درون قاب فولادی بسیار مقاوم قرار میگیرند. این صفحات در چهار لبه دارای حفره می باشند که برای به جریان درآمدن سیال مورد استفاده قرار میگیرند.
سیال گرم از یک جهت در بالای دستگاه وارد شده و با ورود به صفحه اول، اگر واشر قرار گرفته روی حفره دارای دایره باشد، امکان انتقال سیال روی صفحه وجود نخواهد داشت و به همین دلیل به صفحه بعد انتقال پیدا می کند. در صفحه بعد به دلیل اینکه واشر روی حفره بدون دایره است، سیال روی صفحه شیار دار به جریان در می آید و بین دو صفحه گرم و سرد سیال گرم قرار میگیرد. سیال گرم روی صفحه بعد منتقل نشده و از حفره عبور پیدا نموده و مجدد بعد از عبور صفحه بعدی، بین دو صفحه سرد و گرم را پر می کند. با تکرار این حالت، به صورت یک در میان، بین دو صفحه سیال گرم قرار خواهد گرفت.
از جهت دیگر مبدل صفحه ای، سیال سرد وارد شده و مانند روند بالا فضای بین صفحات سیال سرد به صورت یک در میان قرار خواهد گرفت. با توجه به آشفتگی های بسیار زیادی که در جریان سیال روی صفحات ایجاد میشود، تبادل حرارت با راندمان بسیار بالا توسط این دستگاه انجام میشود.

نکته:روند چیدمان صفحات و نحوه قرار گیری واشرها بر روی آنها به گونه ایست که امکان نفوذ سیال گرم بین دو صفحه، با سیال سرد بین دو صفحه بعدی وجود ندارد.

انواع مبدل حرارتی صفحه ای

مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار

از بهترین و رایج ترین نوع مبدل های حرارتی می تواند به گزینه هایی اشاره نمود که فاصله بین صفحات مجاور با واشرهای پلیمری پوشانده شده است. استفاده از واشر برای اتصال این صفحات باعث میشود تا تعویض و جا به جایی صفحات در مدت زمان کمتر و به آسانی صورت گیرد.

مبدل صفحه ای جوشی (Compabloc)

طراحی مبدل های حرارتی جوشی به گونه ای می باشد که صفحات با فاصله ۵ میلیمتر با جوشکاری به هم متصل هستند. به همین دلیل جا به جایی صفحات فلزی امکان پذیر نبوده و بیشتر در سیستم های تبرید صنعتی مورد استفاده قرار میگیرند. از مهم ترین ویژگی های مثبت این گروه از مبدل ها می توان به تحمل فشار بسیار زیاد در آنها اشاره نمود.

مبدل صفحه ای نیمه جوشی (Semi Welded Plate H.E)

این گروه از مبدل های صفحه ای ترکیبی از دو نمونه قبل می باشند، به طوریکه صفحات به صورت جفت شده با واشر به هم متصل شده و دو جفت از آنها با جوشکاری به هم متصل و این روند ادامه پیدا می کند. روند تعمیر و تعویض و شستشوی صفحات در این گروه از مبدل های نیمه جوشی آسان تر از تمام جوش می باشد.
از دیگر انواع این مبدل ها می توان به نوع حلزونی، جوش Bavex و لحیم شده اشاره نمود که از نظر کارایی و نحوه قرار گرفتن و چیدمان صفحات در قاب فلزی متفاوت هستند.

طراحی و ساخت مبدل حرارتی صفحه ای

فشار وارد شده به دلیل جریان سریع سیال سرد و گرم در دستگاه و تاثیرات منفی که فشارهای وارده به این تجهیزات ممکن است به همراه داشته باشند، در طراحی مبدل حرارتی صفحه ای لازم است چند مساله مهم مد نظر قرار گیرد:

  • متریال مورد استفاده برای صفحات و قاب دستگاه اهمیت زیادی داشته و باید در برابر نوسانات دمایی و خوردگی مقاومت بالایی داشته باشند.
  • واشر مورد استفاده در این مبدل ها اهمیت بسیار زیادی داشته و کیفیت آنها باید در زمان انتخاب مد نظر قرار گرفته شود. این مساله مخصوصا در شرایطی که دمای سیال ورودی بیش از ۶۰ درجه سانتی گراد باشد یا نوسانات دمایی شدت بالایی دارند اهمیت بیشتری پیدا می کند. واشرهای مورد استفاده برای دمای کمتر از ۱۲۰ درجه سانتی گراد از نوع EPDM می باشند که برای انتقال بخار و آب مورد استفاده قرار میگیرند. در شرایطی که دمای سیال کمتر از ۹۰ درجه سانتی گراد باشد، واشرهای MBR و برای سیال های روغنی و هیدروکربن ها با دمای کمتر از ۲۲۰ درجه سانتی گراد از VITON استفاده میشود.
صفحات مدل حرارتی واشردار

*نکته:طراحی باید به گونه ای صورت گیری که بر اساس نیاز امکان افزودن یا کاهش صفحات وجود داشته باشد.

راهنمای انتخاب مبدل حرارتی صفحه ای

راهنمای انتخاب مبدل حرارتی صفحه ای
رابرکوپلینگ-HRC
قطعات لاستیکی

کوپلینگ Coupling

کوپلینگ لاستیکی در بسیاری از کاربردهای صنعتی به خصوص در موتورهای مختلف استفاده می شود. عمدتا به خاطر خواص  نرم و اثر محرک بر ارتعاشات مشکل ساز استفاده می شود.لاستیک کوپلینگ یا دمپر در صنایع مختلف و در ماشین آلات جهت ضربه گیری ، لرزه گیری (لرزش) و مهار کردن ارتعاشات به کار می رود لاستیک ضربه گیر باعث اتلاف انرژی و به اصطلاح دمپ شدن انرژی در جسم سختی که به آن ضربه می خورد  می شود و مقداری از سروصدا و لرزش دستگاه های صنعتی را می گیرد.

ادامه مطلب

قطعات لاستیکی

دستگاه غلطک لاستیک سازی

دستگاه غلطک لاستیک سازی تشکیل شده از دو استوانه که در خلاف جهت هم می چرخند.جنس این  رول ها معمولا از چدن های مقاوم در برابر خش ،سایش و مقاوم در برابر مواد شیمیایی   است.رول جلو معمولا با سرعت کمتری می چرخد و متحرک است و رول عقب با سرعت بیشتری می چرخد و ثابت است.

ادامه مطلب