اصل كار مبدل حرارتي صفحه اي
مبدلهاي حرارتي صفحه اي
مبدل هاي حرارتي
مبدلهاي حرارتي صفحات براي اولين بار در دهه 1920 توسعه يافتند اواپراتور صفحه اي و از آن زمان در بسياري از بخشها به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفتند.
مبدل صفحه شامل يك سري صفحات موازي است كه يكي بالاتر از ديگري قرار مي گيرد تا امكان ايجاد يك سري كانال براي جريان مايعات بين آنها فراهم شود.
فضاي بين دو صفحه مجاور كانالي را تشكيل مي دهد كه از طريق آن سيال جريان مي يابد.
سوراخ هاي ورودي و خروجي گوشه صفحات باعث جريان مايعات سرد و گرم از كانال هاي متناوب مي شود به طوري كه يك صفحه هميشه از يك طرف با مايع گرم و از طرف ديگر در تماس است.
اندازه يك صفحه مي تواند از چند سانتي متر مربع (ضلع 100 ميلي متر در 300 ميلي متر) تا 2 يا 3 متر مربع (ضلع 1000 ميلي متر 25 2500 ميلي متر) باشد. تعداد صفحات يك مبدل فقط از ده تا چند صد محدوده است ، بنابراين به مناطق تبادل سطح تا هزاران متر مربع مي رسد.
شكل جريان سيال را در داخل مبدل نشان مي دهد. مايعات به چندين جريان موازي تقسيم مي شوند و مي توانند جريان متناوب مناسبي ايجاد كنند.
به طور كلي ، اين صفحات به منظور افزايش تلاطم ، سطح تبادل گرما و تأمين سختي مكانيكي مبدل ، راه راه هستند. راه راه با ورق فلز سرد جعلي با ضخامت هاي 0.3 ميلي متر تا 1 ميلي متر بدست مي آيد.
متداول ترين مواد مورد استفاده براي صفحات ، فولاد ضد زنگ (AISI 304 ، 316) ، تيتانيوم و آلومينيوم است.
نوارهاي موجود بر روي صفحات مايعات را در يك مسير پيچ در پيچ مجبور مي كند و فاصله بين دو صفحه مجاور b را از 1 تا 5 ميلي متر تنظيم مي كند.
مايعات مي توانند از طريق كانالها به صورت سري (يك راه حل كمتر رايج) يا به صورت موازي با انجام تنظيمات جريان متناوب يا جريان عبور كنند.
از پيكربندي سريال زماني استفاده مي شود كه دبي كم براي هر مايع وجود داشته باشد اما جهش گرماي زيادي داشته باشد. بزرگترين مشكل افت فشار زياد و جريان شمارنده ناقص است.
پيكربندي موازي با كانالهاي جريان متناوب براي جريان زياد با افت دماي متوسط استفاده مي شود و بيشترين استفاده را دارد.
هنگامي كه بين سرعت جريان (يا بين حداكثر افت فشار مجاز) دو مايعات اختلاف زيادي وجود دارد ، مبدل مي تواند دو بار با سرعت جريان پايين تر (يا تلفات بيشتر) كار كند تا مقادير افت فشار يا دبي خاص را متعادل كند. در كانال ها.
شكل پيكربندي هاي مختلف را نشان مي دهد: به طور موازي ، اواپراتور پليت به صورت سري و مخلوط
يكي از رايج ترين مشكلات مبدل هاي حرارتي صفحه ، تأمين نامنظم همه كانال ها به طور موازي است. در واقع ، مايع تمايل به توزيع مقادير بيشتري در كانال اول و كانال هاي ديگر دارد تا افت فشار را متعادل كند.
با افزايش تعداد صفحات ، توزيع حتي كاهش مي يابد و در نتيجه عملكرد كلي مبدل كاهش مي يابد.
مبدلهاي حرارتي صفحه اي دو نوع اصلي دارند: مبدلهاي حرارتي صفحه اي BPHE-Brazed و مبدلهاي حرارتي صفحه PHE.
مبدلهاي حرارتي صفحه اي و قاب
در PHE آنها صفحات قاب را ايجاد مي كنند كه با هدر و ميله هاي كراوات فشار داده مي شوند و مهر و موم توسط واشر محكم مي شود. واشرها علاوه بر اثر آب بندي ، جريان مايعات را هدايت مي كنند و در امتداد شيارهاي لبه هاي صفحات قرار دارند.
حداكثر درجه حرارت استفاده شده براي آب بندي مبدل هاي حرارتي بين 80 تا 200 درجه سانتي گراد است ، در حالي كه فشارها مي توانند به 25 بار برسند.
واشر در انواع مختلف لاستيك بوتيل يا سيليكون موجود است.
مشخصات اصلي اين نوع مبدل هاي حرارتي عبارتند از:
- جدا كردن سريع و آسان براي تميز كردن و كنترل عملكرد
- سازگاري با شرايط كاركرد متغير با افزودن يا حذف صفحات حرارتي كندانسور صفحه اي براي تغيير جريان حرارتي نصب شده
- هرگونه نشت مايعات به دليل آب بندي ناقص واشرها ، مايع ديگر را آلوده نمي كند بلكه به طرف ديگر هدايت مي شود.
- ممكن است از موادي كه سازگاري كمتري با لحيم دارند ، مانند تيتانيوم ، استفاده شود
- واشرها حداكثر فشار و مقادير دما را محدود مي كنند
- هزينه هاي بالقوه بالا به دليل طراحي قالب ها ، پرس ها و كليه مراحل توليد
- هزينه بالاي واشر
مبدلهاي حرارتي صفحه جوش داده شده
مبدلهاي حرارتي صفحه جوش داده شده داراي هدر ، ميله كراوات يا واشر آب بندي نيستند زيرا صفحات كوره هاي ذوب شده در دماي 1100 درجه سانتيگراد هستند.
در طي مرحله مونتاژ ، يك ورق لحيم كاري (به طور كلي مس بلكه نيكل) نيز بين صفحات قرار مي گيرد ، محكم فشرده مي شود و سپس براي چند ساعت پخته مي شود.
مبدل BPHE جمع و جورتر ، سبك تر و كوچكتر از مبدل واشر است.
تصوير مسير ايجاد شده توسط مايع سرد و گرم را نشان مي دهد.
مواد لحيم كاري هم واشر و هم قاب را انجام مي دهد.
اين مبدل ها معمولاً با ورق هاي راه راه Chevron استفاده مي شوند ، كه به طور متناوب جهت هاي راه راه را براي برقراري تماس شبكه جمع مي كنند.
نقاط عبور بين راه راه هاي دو صفحه متصل شبكه اي متراكم از نقاط تماس ايجاد مي كند كه باعث انقباض فشار مي شود و باعث
فن سرخانه اي چيست