ساختار مبدل های حرارتی

بیشتر بدانید : اطفا حریق مخازن نفتی– مخزن هوای فشرده– ریبویلر– برج تقطیر یا برج جدایی – Distillation Tower – محاسبه تنش در مخازن

بیشتر بدانید : کپ و عدسی مخازن تحت فشار

جهت محاسبات تبادل حرارت در انواع مبدلهای حرارتی از Heat Flux استفاده می شود و آن عبارت است از حرارت جدا شده از سیال بوسیله آب خنک کننده در واحد سطح بر واحد زمان می باشد.

همچنین ضریب انتقال حرارت که در واقع نمویی از بازدهی حرارتی می باشد در مبدل های حرارتی محاسبه می گردد و یکی از واحدهای آن (kcal.m².hr.°c) می باشد که مطابق فرمول ذیل محاسبه می شود.

Heat Flux
Q =( Δt. C. P *١٠³) /A
Q = شار حرارتی (kal /m².hr)
Δt = اختلاف درجه حرارت آب ورودی و خروجی (°C)
R = سرعت سیال (m³/hr)
C = گرمای ویژه آب در فشار ثابت (kcal / kg.°C)
A = سطح تبادل حرارت (m²)

زمانی که شار حرارتی از حد محاسبه شده بیشتر گردد امکان تشکیل رسوب و یا مساله خوردگی در مبدل حرارت بیشتر می گردد.

بیشتر بدانید : اجزای مختلف بویلر– بویلرهای چگالشی و بویلرهای غیرچگالشی– ساخت مخازن فولادی و صنعتی در اصفهان – ساخت برج تقطیر در اصفهان

Overall heat transfer coefficient

U = ١)) /١/α١) + r١ +(L/λ) + (١/α٢) + r٢)

U = Overall heat transfer coefficient (kcal.m². hr.°C)
α١ = Process side ضریب انتقال حررات از لایه فیلم آرام در (kcal.m². hr.°C)
α٢ = Cooling Water side ضریب انتقال حرارت ازلایه فیلم آرام در (kcal.m².hr.°C)
λ = هدایت حرارتی مواد داخل لوله (kcal.m².hr.°C)
L = ضخامت دیواره لوله (m)
r١ = Process side در Fouling ضریب (m².hr.°C/kcal)
r٢ = Cooling Water side در Fouling ضریب (m².hr.°C/kcal)

مبدل حرارتی در سیستم های بخار

در اکثر سیستم های بخار از مبدل های حرارتی استفاده می شود. برای تولید آبگرم مصرفی و آب گرم کنندۀ مورد استفاده در سیستم های گرمایش از مبدل های حرارتی بخار به آب (که گاهی اوقات کنورتور یا مخزن ذخیرۀ با کویل گرمایش با بخار نیز نامیده می شوند) استفاده می گردد. این مبدل ها از نوع صفحه ای یا پوسته لوله ای هستند که در آنها بخار از درون پوسته و آب از درون لوله ها عبور می کند. گاهی اوقات از کولرهای کندانسیت (آب به آب) برای مادون سرمایش کندانسیت و احیاء انرژی حرارتی استفاده می شود.

برای تامین بخار مورد نیاز فرایندها در سیستم های گرمایش با بخار از مبدل های حرارتی آب به بخار (مولد بخار) استفاده می شود. این مبدل ها عموما دارای یک دسته لولۀ U شکل هستند (که آب از درون آنها عبور می کند) که در درون یک تانک یا مخزن تحت فشار نصب می شوند.

تمام مبدل های حرارتی باید بر اساس مقررات دیگ ها و منابع تحت فشار انجمن ASME ساخته شوند. در بسیاری از مقررات لازم است در مبدل های پوسته و لوله بین بخار و آب آشامیدنی دو جداره باشد.

زمانی که Overall heat transfer coefficient از مقدار محاسبه شده کمتر شود امکان تشکیل Scale و یا مسئله خوردگی در مبدل حرارتی بیشتر می گردد.