به سایت شرکت فراز پترو مخزن خوش آمدید.

تهران - اتوبان ازادگان جنوب - ورودی چهاردانگه - خیابان شهدای سدید - میدان 9 دی - پلاک 92

مبدل حرارتی

در این مقاله می‌خواهیم به توضیح مبدل حرارتی بپردازیم پس با ما همراه باشید:

مبدل حرارتی چیست؟

مبدل حرارتی یا Heat Exchanger که معنی دیگر آن مبدل گرمایی است، قطعاتی هستند که انتقال گرمای موثر را بین دو یا چند سیال گاز یا مایع با اختلاف دما بر عهده دارند و از وسایل پرکاربرد فرآیندهای شیمیایی می‌باشند که مصرف صنعتی دارند. این تبادل انرژی گرمایی میان سیال مایع-مایع، گاز-گاز و مایع-گاز انجام می‌گیرد.

مبدل حرارتی در صنایع بسیار مهمی مانند خودرو سازی، نفت و گاز، تهویه مطبوع، سیستم‌های برودتی، موتورخانه‌ها و سیستم‌های گرمایشی، صنایع غذایی و… کاربرد دارند.

 

مبدل حرارتی

اهمیت و کاربرد مبدل های حرارتی

مبدل‌های گرمایی در صنایع مختلفی کاربرد دارد که در ادامه به برخی از آن‌ها اشاره خواهیم کرد:

  • نیروگاه‌های نفت، گاز و پتروشیمی
  • داروسازی
  • پزرشکی
  • تولید برق نیروگاه‌ها
  • صنایع غذایی و کارخانجات
  • تاسیسات گرمایشی و سرمایشی
  • استخر و جکوزی

انواع مبدل های حرارتی

مبدل‌های حرارتی که یک نوع دستگاه کاهنده دمای سیال به شمار می‌روند، به 3 دسته تقسیم می‌شوند:

  1. مبدل حرارتی پوسته و لوله
  2.  مبدل حرارتی صفحه‌ای
  3. مبدل حرارتی هوا خنک

این مبدل‌های حرارتی به طور معمول دارای دو ورودی و خروجی هستند که نسبت به دبی ورودی و خروجی هم سایز خود یا دبی ورودی و خروجی نوع دیگری از سیال در سایزهای مختلف تولید می‌شوند. در اینجا به توضیح کلی هر کدام  از این مبدل‌های حرارتی خواهیم پرداخت:

مبدل های حرارتی پوسته و لوله

مبدل حرارتی Shell and tube heat exchanger یک مبدل گرمایی یا حرارتی است که کاربرد گسترده‌ای در صنایع شیمیایی دارد. این مبدل متشکل از مخزن بزرگ استوانه‌ای شکل برای فشار بالا و تعدادی لوله در قسمت داخلی است. مایع در درون لوله‌ها جریان پیدا می‌کند و همزمان بخار داغ روی لوله‌ها و در درون پوسته در جریان قرار می‌گیرد.

در این حالت با وجود تعداد زیاد لوله‌ها و سطح تماس بالایی که ایجاد می‌شود دمای بخار به مایع درون لوله انتقال می‌یابد و باعث به جوش آمدن مایع می‌شود.

نحوه اجرای عملیات حرارتی در مبدل پوسته و لوله

این نوع مبدل اصولاً باعث تبادل حرارت میان دو سیال بدون تماس جرمی با یکدیگر می‌شود. به این شکل که سیال سرد در تماس با سیال گرم انرژی حرارتی پیدا می‌کند و دمای آن بالا می‌رود و سیال گرم با از دست دادن حرارت خود سرد می‌شود. این تبادل بر اساس اصول پایه انتقال حرارت، یعنی رسانش گرمایی و همرفت قابل وصف می‌باشد.

در این نوع از مبدل حرارتی مقدار گرمایی که سیال گرم از دست می‌دهد به سیال سرد منتقل شده و بدون در نظر گرفتن پرت انرژی و مطابق با رابطه بنیادی محاسبه می‌شود.
در مبدل پوسته و لوله، یک یا چند لوله فلزی یا تیوب در درون یک لوله‌ی بزرگتر یا پوسته قرار می‌گیرد. این تیوب‌ها‌ از یک طرف پوسته یا از دو سر آن توسط صفحه‌ای گرد و حفره‌دار جمع آوری می‌شوند، در اصل این صفحه عمل هدر یا جمع آوری سیال داخل تیوب‌ها را بر عهده دارد.

مبدل حرارتی پوسته و لوله به طور کلی به سه شکل تیوب مستقیم، U تیوب و تیوب اسپیرال دسته‌بندی می‌شود. در این 3 دسته مبدل گرمایی اسپیرال کمی از دوتای دیگر متفاوت‌تر است، به این شکل که تیوب‌های آن در درون پوسته به صورت مارپیچ دور هم تابیده شده‌اند و سطح تماس بیشتری را با رندمان بالاتر ایجاد می‌کنند.

در این بخش به شما عزیزان پیشنهاد می‌شود برای به دست آوردن اطلاعات تکمیلی درباره این نوع مبدل گرمایی به مقاله مبدل حرارتی پوسته و لوله  در وب‌سایت فراز مخزن مراجعه نمایید.

مبدل حرارتی صفحه‌ ای

مبدل Plate heat exchanger یا مبدل حرارتی صفحه ای مبدلی است که با بهره‌گیری از تعدادی صفحه نازک فلزی، تبادل حرارت بالا میان سیال گرم و سرد را میسر کند. نحوه عملکرد مبدل صفحه‌ای به این صورت است که از دو سوی مخالف سیال گرم و سرد وارد مبدل می‌شوند. سیالات بعد از ورود به شکل یک در میان بین صفحات فلزی در جریان قرار می‌گیرند و گرمای خود را با یکدیگر در تبادل قرار می‌دهند.

مزایا مبدل حرارتی صفحه ای

اگر بخواهیم از مزیت‌های اصلی مبدل حرارتی صفحه‌ای بگوییم باید توجه شما را به نکات زیر جلب کنیم:
o قابلیت تغییر سطح تبادل حرارت
o حجم پایین مایع ذخیره در درون مبدل
o انتقال بهتر با بازدهی بالاتر حرارت نسبت به مبدل‌های دیگر
o اشغال فضای کمتر
o تعمیر و نگهداری آسان

انواع مبدل های حرارتی صفحه ای

این نوع مبدل حرارتی به 3 مدل تقسیم می‌شود که عبارتند از:

  1.  مبدل حرارتی صفحه‌ای حلزونی
  2. مبدل حرارتی صفحه‌ای واشردار
  3. مبدل حرارتی لاملا

اجزای تشکیل دهنده مبدل حرارتی صفحه ای

  • صفحه‌ها: جز اصلی مبدل می‌باشند و وظیفه این صفحات انتقال حرارت است. این صفحات در انواع مختلفی وجود دارند و معروف‌ترین آنان واشربرد و شورون است.
  • فاصله انداز
  • صفحه ابتدا و انتها: این صفحات در دو طرف مبدل قرار می‌گیرند و پیلت‌ها (مابقی صفحات) در بین آنان قرار می‌گیرند.
  • میله نگهدارنده بالا و پائین: این میله‌ها به جهت فرمدهی، ترازبندی و افزایش مقاومت مبدل بکار می‌رود.
  • پیچ و مهره: برای بستن اجزای مبدل استفاده می‌شود.
  • واشر: در بین صفحات قرار دارند و موجب آب‌بندی آن‌ها می‌شوند.
  • بلبرینگ
  • بوش گلویی

مبدل حرارتی هوا خنک

مبدل Air-Cooled Heat Exchangers یا مبدل حرارتی هوا خنک که به آن‌ها کولرهای هوایی هم گفته می‌شود، نوعی مبدل حرارتی می‌باشند که در آن‌ها دمای سیال با جریان هوا پایین می‌آید. در این نوع مبدل بخار گرم درون مخزن از لوله‌ها به صورت افقی که کنار هم قرار گرفته‌اند پخش می‌شود.

در این نوع مبدل پره‌ای در قسمت جداره خارجی قرار داده شده است تا سطح انتقال حرارت مابین سیال درون لوله‌ها با هوای خنک بالا برود. مبدل‌ های حرارتی هوا خنک از لحاظ شکل جریان، متقاطع هستند تا به وسیله فن هوای مورد نیاز برای خنک شدن سیال درون لوله‌ها محیا شود.

این فن نسبت به محل قرار گیریش با دو اسم متفاوت خوانده می‌شود، اگر فن در قسمت بالایی لوله هل قرار بگیرد به آن مکشی و اگر در قسمت پایین لوله‌ها قرار گیرد به آن دمشی گفته می‌شود. نوع مکشی این فن‌ها چون باعث توزیع یکنواخت دما می‌شود، بازدهی بالاتری دارند.

مبدل حرارتی هوا خنک شامل چه مجموعه ای است؟

مبدل حرارتی شامل مجموعه‌های Structure, Tube Bundle،Plenum،Fan، Motor، Support Mechanism هستند. مبدل‌های حرارتی هوا خنک عموماً روی Structure با ارتفاع معینی از سطح زمین نصب می‌شوند تا امکان انتقال هوا وجود داشته باشد. استاندارد مورد استفاده برای طراحی این نوع مبدل‌هاAPI 661 می‌باشد و نرم‌افزار موارد استفاده B-jac، HTFS، HTRI می‌باشد.

دسته بندی مبدل‌ های حرارتی

مبدل‌ های حرارتی از جنبه‌های متفاوتی دسته‌بندی می‌شوند، این دسته‌بندی‌ها عبارتند از:
سطح تماس سیال گرم و سرد
جهت جریان سیال گرم و سرد
مکانیسم انتقال حرارت بین دو سیال گرم و سرد
ساختمان مکانیکی و ساختار مبدل

در این بخش باید بگوییم که دسته‌بندی مبدل حرارتی از لحاظ سطح تماس سیال و نوعشان به 3 دسته زیر تقسیم می‌شوند:

  1. از لحاظ سطح تماس
  2. سیال گرم
  3. سیال سرد

مبدل‌ حرارتی Recuperative

در این مدل از مبدل‌ها سیال گرم و سرد از طریق یک سطح جامد که ثابت است از هم جدا شده و تبدیل به واسطه همین سطح انجام می‌گیرد. در صنعت، غالب مبدل‌های حرارتی از این گروه می‌باشند.

مبدل حرارتی Regenerative

در این نوع مبدل‌های گرمایی سطح جداکننده متغیری وجود دارد که میان سیال گرم و سرد ثابت نیست و به حالت تناوبی بخش‌هایی از این سطح در معرض حرکت سیال گرم و سرد هستند. این نوع مبدل‌ها در اندازه‌های آزمایشگاهی و تحقیقاتی مورد استفاده هستند.

مبدل‌ حرارتی تماس مستقیم

در این نوع مبدل حرارتی سطح ثابت یا متغییری میان جریان گرم و سرد نیست و تبادل انرژی به‌طور مستقیم انجام می‌شود. در مبدل‌های تماس مستقیم که راندمان حرارتی بالایی هم دارند، جریان‌های موجود یا میان گاز و مایع یا میان دو مایع مخلوط نشدنی است. نمونه‌های این مبدل را در برج‌های خنک کن و گرم کن‌های نیروگاه‌های بخار می‌توان دید.

خرید مبدل حرارتی

دستگاه مبدل حرارتی جزء دستگاه‌های مهم و پرکاربرد در صنعت پتروشیمی محسوب می‌شود. مهم است که  این نوع از دستگاه‌ها را از شرکت‌های معتبر تهیه کنید. شرکت فراز مخزن با بیش از 40 سال سابقه درخشان در زمینه تولید تجهیزات صنعتی فعالیت دارد.

این مجموعه با بهره‌گیری از کادری متخصص در زمینه طراحی مخزن ذخیره، مخزن تحت فشار، مبدل حرارتی پوسته و لوله و نورد ورق بسیار موفق عمل کرده است. جهت تامین درخواست‌های خود می‌توانید از طریق شماره تلفن ۰۲۱۵۵۲۴۵۷۶۴ تماس برقرار فرمائید و از مشاوره رایگان کارشناسان این حوزه بهره‌مند شوید.