پایا دما

مبدلهای حرارتی دستگاههایی هستند که برای انتقال گرما بین دو یا چند مایعات (یعنی مایعات ، بخارها یا گازها) با دماهای مختلف طراحی شده اند. بسته به نوع مبدل حرارتی مورد استفاده ، فرایند انتقال حرارت می تواند از گاز به گاز ، مایع به گاز یا مایع به مایع باشد.و از طریق جداکننده جامد رخ می دهد ، که از مخلوط کردن مایعات یا تماس مستقیم مایعات جلوگیری می کند. سایر مشخصات طراحی از جمله مصالح ساختمانی و اجزای سازنده ، مکانیسم های انتقال حرارت و تنظیمات جریان نیز به طبقه بندی و طبقه بندی انواع مبدل حرارتی موجود کمک می کند. با استفاده از صنایع مختلف ، مجموعه متنوعی از این وسایل تبادل گرما برای استفاده در هر دو روش گرمایش و سرمایش طراحی و ساخته می شوند.

بهترین مواد برای ساخت مبدل حرارتی کدامند؟

ممکن است فکر کنید مبدل حرارتی همیشه باید از فلزات ساخته شوند ، که گرما به سرعت جذب و هدایت می شوند - و بسیاری از آنها. اما مبدل های حرارتی همچنین می توانند از سرامیک ، کامپوزیت (بر اساس فلز یا سرامیک) و حتی پلاستیک (پلیمر) ساخته شوند.

تمام این مواد مزایای خود را دارند. سرامیک برای نوع کاربردهای درجه حرارت بالا (بیش از 1000 درجه سانتیگراد یا 2000 درجه فارنهایت) که می تواند فلزات مانند مس ، آهن و فولاد را ذوب کند انتخابی مناسب است.، اگرچه آنها همچنین برای استفاده در مایعات خورنده و ساینده در دماهای بالا یا پایین محبوب هستند. پلاستیک ها به طور کلی وزن و هزینه کمتری نسبت به فلزات دارند ، در برابر خوردگی و رسوب مقاومت می کنند و می توانند برای داشتن هدایت حرارتی خوبی طراحی شوند ، گرچه تمایل دارند از نظر مکانیکی ضعیف باشند و با گذشت زمان ممکن است تخریب شوند. اگرچه به طور کلی برای برنامه های با درجه حرارت بالا مناسب نیست ، اما مبدل های پلاستیکی می توانند برای چیزی مانند استخر یا دوش ، که در هر روز و دمای اتاق کار می کند ، گزینه مناسبی باشند. مبدل های حرارتی کامپوزیت بهترین ویژگی های مواد اولیه والدین خود را ترکیب می کنند - به عنوان مثال ، هدایت حرارتی بالای فلز با کاهش وزن و مقاومت در برابر خوردگی بهتر یک پلاستیک.

در آینده ، به وضوح ممکن است که بتوانیم از مواد جالب تر در غرق کننده های گرما استفاده کنیم. به عنوان مثال ، نانولوله های کربنی (ورق های شش ضلعی نازک کربن که برای ساختن "لوله" پیچیده شده اند) دارای خاصیت رسانایی گرما هستند و در حال حاضر در غرق کننده های گرما (دستگاه های حذف گرما که عمدتا در الکترونیک مورد استفاده قرار می گیرند) استفاده می شوند. در حال حاضر تحقیقات زیادی انجام شده است تا ببینیم چگونه می توان آنها را در مبدل های حرارتی مستقر کرد.

انتخاب مبدل حرارتی

در حالی که تعداد زیادی از مبدل های حرارتی در دسترس هستند ، مناسب بودن هر نوع (و طراحی آن) در انتقال گرما بین مایعات بستگی به مشخصات و الزامات کاربرد دارد. این عوامل تا حد زیادی طراحی بهینه مبدل حرارتی مورد نظر را تعیین می کنند و بر رتبه و محاسبات اندازه مربوطه تأثیر می گذارند.

برخی از عواملی که متخصصان صنعت هنگام طراحی و انتخاب مبدل حرارتی باید در نظر داشته باشند عبارتند از:

• نوع مایعات ، جریان سیال و خواص آنها
• خروجی های حرارتی مورد نظر
• محدودیت اندازه
• هزینه ها

مبحث مبدل های حرارتی بسیار گسترده بوده ما در این مقاله به بخش مهمی از آن پرداختیم.

این مقاله از بخش مبدل حرارتی سایت پایا دما گردآوری شده است.

مبدل حرارتی یک سیستم فشار غیر مستقیم است که در آن دو محیط از کنار یکدیگر عبور می کنند و تا آنجا که ممکن است با یک دیواره نازک از هم جدا شده اند ، بنابراین اگر اختلاف دما وجود داشته باشد ، بدون مخلوط شدن فرآیند ، به طور متقابل تبادل گرما می کنند.

یک محیط از طریق محفظه پوسته و محیط دوم از طریق محفظه لوله عبور می کند. جریان از طریق محفظه پوسته توسط بافل کنترل می شود و اجازه می دهد تا حد امکان جریان عرضی به لوله ها برسد. شکل و فاصله بافل ها با برنامه سازگار است.

بسته به مصلحت ، سرعت و افت فشار ، جریان از طریق محفظه لوله توسط یک گذر یا چند پاس انجام می شود.

به استثنای تلفات تابشی ، مقدار گرمای ورودی همان مقدار گرمای خروجی است.

با این وجود، تبادل گرمای کارآمد تنها در صورت وجود اختلاف دما کافی امکان پذیر است. هرچه اختلاف دما بیشتر باشد ، سطح انتقال حرارت مورد نیاز نیز کوچکتر است. این امر باعث می شود طراحی دستگاه جمع و جور امکان پذیر باشد.

مبدل حرارتی پوسته و لوله

• مبدل حرارتی پوسته و لوله ( WTS ) برای محیطهای تک فاز (گاز / مایع) و همچنین چگالش مواد خالص

• کندانسورهای ماده خالص با منطقه گرمایش بیش از حد ، منطقه چگالش و منطقه خنک کننده. ( KOND )

• اواپراتور / مواد خالص ( VERD )

• بخاری با جریان الکتریکی گرم شده

• برنامه ای برای تجزیه و تحلیل ارتعاش بسته نرم افزاری لوله طبق پروفسور Gelbe (GV)

عملکرد مبدل حرارتی

عملکرد کلی یک مبدل حرارتی انتقال گرما از یک سیال به سیال دیگر است. جز component اساسی یک مبدل حرارتی را می توان به عنوان لوله ای مشاهده کرد که یک مایع از آن عبور می کند و مایع دیگری از خارج جریان دارد. بنابراین سه عملیات انتقال حرارت وجود دارد که باید توصیف شوند:

• انتقال حرارت همرفتی از مایع به دیواره داخلی لوله

• انتقال گرما رسانا از طریق دیواره لوله

• انتقال گرما همرفتی از دیواره لوله خارجی به مایع خارج.

عملکرد انتقال حرارت یک مبدل حرارتی حاصل اختلاف میانگین دمای لگاریتمی ، سطح انتقال حرارت و ضریب انتقال حرارت است. دومی تا حد زیادی توسط مشخصه جریان رسانه ها ، یعنی توسط ویژگی های طراحی تعیین می شود.

از طرف دیگر ، تامین کننده مبدل های حرارتی باید از نظر کاربرد خصوصیات ترمودینامیکی محیط های ویژه در فشارها و درجه حرارت های مربوطه ، مهارت کاربرد گسترده ای داشته باشند. این امر همچنین در مورد فاکتورهای رسوب و سازگاری مواد نیز صدق می کند.

محاسبه و طراحی مبدل های حرارتی FUNKE با برنامه های پیشرو در سراسر جهان (به عنوان مثال HTRI ، م Institute سسه تحقیقات انتقال حرارت ، ایالات متحده آمریکا) و با نرم افزار توسعه یافته داخلی ، که قبلاً در سراسر جهان استفاده می شود ، انجام می شود.