مبدل حرارتی heat exchanger

سایز
فشار
متریال

مبدل حرارتی سیستمی است که برای انتقال گرما بین دو یا بیشتر مایعات استفاده می شود. مبدل های حرارتی در هر دو فرآیند خنک سازی و گرمایش استفاده می شوند. آنها به طور گسترده ای در گرمایش فضا ، تبرید ، تهویه مطبوع ، نیروگاه ها ، نیروگاه های شیمیایی ، پتروشیمی ها ، پالایشگاه های نفت ، فرآوری گاز طبیعی و تصفیه فاضلاب استفاده می شوند. نمونه کلاسیک مبدل های حرارتی در موتور احتراق داخلی یافت می شود که در آن مایعی در گردش که به خنک کننده موتور معروف است از طریق سیم پیچ رادیاتور جریان می یابد و هوا از کنار سیم پیچ ها عبور می کند که باعث خنک شدن مایع خنک کننده و گرم شدن هوای ورودی می شود. مثال دیگر ، مخزن گرما است که یک مبدل حرارتی غیر فعال است و گرمای تولید شده توسط دستگاه الکترونیکی یا مکانیکی را به یک محیط مایع ، اغلب هوا یا یک مایع خنک کننده مایع منتقل می کند.

مبدل های حرارتی با توجه به آرایش جریان سه طبقه بندی اصلی دارند. در مبدل های حرارتی جریان موازی ، دو سیال از یک انتها وارد مبدل می شوند و به موازات یکدیگر به طرف دیگر می روند. در مبدل های حرارتی جریان جریان مایعات از انتهای مخالف وارد مبدل می شوند. طرح جریان شمارنده کارآمدترین است ، زیرا می تواند بیشترین گرما را از محیط گرمایی (انتقال) به واحد جرم منتقل کند زیرا اختلاف دما در طول هر واحد بیشتر است. به مبادله متقابل مراجعه کنید. در یک مبدل حرارتی جریان متقاطع ، مایعات تقریباً عمود بر یکدیگر از طریق مبدل عبور می کنند.

برای کارایی ، مبدل های حرارتی طوری طراحی شده اند که سطح دیواره بین دو سیال را به حداکثر برسانند ، در حالی که مقاومت در برابر جریان سیال از طریق مبدل را به حداقل می رسانند. عملکرد مبدل همچنین می تواند تحت تأثیر افزودن باله یا موج دار در یک یا هر دو جهت باشد ، که باعث افزایش سطح می شود و ممکن است جریان مایع را هدایت کند یا تلاطم ایجاد کند.

مبدلهای حرارتی دو لوله ساده ترین مبدلهای مورد استفاده در صنایع هستند. از یک طرف ، این مبدل های حرارتی هم از نظر طراحی و هم از نظر نگهداری ارزان هستند و آنها را به گزینه ای مناسب برای صنایع کوچک تبدیل می کند. از طرف دیگر ، راندمان پایین آنها همراه با فضای زیاد اشغال شده در مقیاس های بزرگ ، صنایع مدرن را بر آن داشته تا از مبدل های حرارتی کارآمدتر مانند پوسته و لوله یا صفحه استفاده کنند. با این حال ، از آنجا که مبدل های حرارتی دو لوله ساده هستند ، از آنها برای آموزش اصول طراحی مبدل های حرارتی به دانش آموزان استفاده می شود زیرا قوانین اساسی برای همه مبدل های حرارتی یکسان است.

مبدل های حرارتی پوسته و لوله از مجموعه ای از لوله ها تشکیل شده اند که حاوی مایعی هستند که باید گرم یا سرد شوند. سیال دوم بر روی لوله هایی که در حال گرم شدن یا خنک شدن هستند می رود تا بتواند گرما را تأمین کند یا گرمای مورد نیاز را جذب کند.