مبدلهای حرارتی
فرایند تبادل گرما بین دو سیال با دماهای متفاوت که توسط دیواره جامدی از هم جدا شده اند در بسیاری از کاربرد های مهندسی روی می دهد . وسیله ای را که برای این تبادل به کار می رود مبدل گرمایی می گویند ، و موارد کاربرد آن را در سیستم های گرمایش ساختمان ها ، تهویه مطبوع ، تولید قدرت ، بازیابی گرمای هدر رفته ، و فرآوری شیمیایی می توان یافت . ما درفرآیندهای شیمیایی و فیزیکی نیاز به گرم کردن و یا سرد کردن سیالاتی داریم که مورد استفاده قرار می گیرند. برای تبادل گرمای دو سیال بدون آنکه با هم آمیخته شوند ، نیاز به سطح انتقال حرارت داریم. امروزه در سراسر دنیا کارخانه های فراوانی یافت می شوند که در زمینه ساخت مبدلهای حرارتی فعالیت می کنند . آنها بر اساس نیاز مشتری خود و بر اساس استانداردهای تعیین شده به طراحی و ساخت مبدلهای حرارتی در سایزها و گونه های مختلف مبادرت می ورزند. در زیر به طور خلاصه به بررسی مبدلها و روابط کلی انتقال حرارت در آنها می پردازیم.
انواع مبدل های گرمایی بر حسب عملکرد
مبدل های گرمایی معمولاَ بر حسب آرایش جریان و نوع ساخت رده بندی می شوند . ساده ترین مبدل گرمایی مبدلی است که در آن سیالات گـرم و سـرد در جهت های یکسان یا مخالف در یک ساختـار لوله ای هم مرکز (tubular) حرکت می کند .
انواع جریان در مبدلها
در آرایش جریان همسو ( parallel-flow یا concurrent flow) سیالات گرم و سرد از انتهای یکسان وارد می شوند ، در جهت یکسان جریان می یابند ، و از انتهای یکسان خارج می شوند .در آرایش جریان نا همسو (counter-flow) سیالات از دو سر متقابل وارد می شوند ، در جهت های مخالف جریان می یابند ، و از دو سر متقابل دیگر خارج می شوند.برای موازنه گرما خواهیم داشت:
\dot{Q} = \dot{m}_h*(C_p)_h*(T_{h2}-T_{h1})
\dot{Q} = \dot{m}_c*(C_p)_c*(T_{c2}-T_{c1})
\dot{Q} = U*A_{ex}*\Delta {T_m}
T0.0 یا Th1 دمای سیال گرم ورودی
Th2 یا T0.0 دمای سیال گرم خروجی
Tc1 یا T0.0 دمای سیال سرد ورودی
Tc2 یا T0.0 دمای سیال سرد خروجی
سیالات ممکن است دارای جریان عرضی ( عمود بر هم ) نیز باشند ، این نوع جریان عموما در مبدل های گرمایی لوله ای پره دار بکار می رود.
یکی از انواع مهم مبدل های گرمایی دارای سطح تبادل گرمای بزرگی در حجم واحد است و به آن مبدل گرمایی فشرده می گویند. این مبدل ها دارای صفحات یا لوله های پره دار ، با آرایش بسیار فشرده هستند و معمولاَ وقتی به کار می روند که حداقل یکی از سیالات گاز ، و لذا دارای یک ضریب جابجایی کوچک باشد ، لوله ها ممکن است تخت یا دایره ای باشند . مبدلهای گرمایی با صفحات موازی ممکن است پره دار یا کنگره ای باشد و از آنها در حالت تک پاس یا چند پاس استفاده کرد. مجراهای جریان در مبدل های گرمایی فشرده معمولاَ کوچک اند و جریان در آنها معمولاَ لایه ای است .اشکال دیگری از مبدهای حرارتی را در شکلها ملاحظه می کنید.
Types of heat exchangers in terms of performance
Heat
The process of heat exchange between two fluids of different temperatures are separated by a solid wall in many engineering applications occur. A means for the exchange of heat exchangers used to say, and it will be used in building heating systems, air conditioning, power generation, waste heat recovery, and chemical processing can be found. Our chemical and physical Drfrayndhay require heating or cooling fluids that are used. The heat exchange between the fluid without being mixed, we need the heat transfer surface. Today around the world there are a lot of companies that are active in the field of heat exchangers.آ. The following is a brief overview of the exchangers and heat transfer in them.
Types of heat exchangers in terms of performance
Heat exchangers are usually classified according to the type of construction and the arrangement.
Types of HTE
In parallel flow arrangement (parallel-flow or concurrent flow) hot and cold fluids enter the same end, flows in the same direction, and the same end are outside the non-aligned In the arrangement (counter-flow) of liquid two heads are mutually inserted in the opposite direction of flow and heat balance of the two heads will take longer to heal each other out:
\ dot {Q} = \ dot {m} _h * (C_p) _h * (T_ {h2} -T_ {h1})
\ dot {Q} = \ dot {m} _c * (C_p) _c * (T_ {c2} -T_ {c1})
\ dot {Q} = U * A_ {ex} * \ Delta {T_m}
T0.0 or Th1 hot fluid inlet temperature
Th2 or T0.0 hot fluid outlet temperature
Tc1 or cold fluid inlet temperature T0.0
Tc2 or cold fluid outlet temperature T0.0
Fluid may flow transverse (perpendicular to each other) as well, this type of finned tube heat exchangers are typically used.
These transformers have plates or finned tubes, the arrangement is very compact and is usually used when the at least one gas liquids, and thus a small displacement factor, a
Tubes may be flat or circular.
A parallel plate heat exchangers, finned or Congress may be in a single pass or multiple passes are used. Flow channels in a compact heat exchangers are usually small and the flow is usually .ashkal layer of thermal Mbdhay can see in Fig.
