دلیل استفاده از مبدل حرارتی صفحه ای جوشی

کنترل دمای خوب: به دلیل کانال های باریکی که بین صفحات مجاور تشکیل شده است، تنها حجم کمی از سیال در یک PHE وجود دارد. بنابراین، دستگاه به سرعت به تغییرات در شرایط فرآیند، با زمان تاخیر کوتاه، واکنش نشان می دهد، به طوری که دماها به راحتی قابل کنترل هستند. این مهم زمانی است که باید از دمای بالا اجتناب کرد. علاوه بر این، شکل کانال ها احتمال ایجاد مناطق راکد (فضای مرده) و مناطق گرم شدن بیش از حد را کاهش می دهد.

هزینه ساخت کم: از آنجایی که صفحات به جای جوشکاری، فقط به یکدیگر فشرده (یا چسبانده می شوند)، تولید PHE می تواند نسبتاً ارزان باشد. ممکن است از مواد خاصی برای ساخت صفحات استفاده شود تا آنها را در برابر خوردگی و/یا واکنش های شیمیایی مقاوم کنند.

انتقال حرارت کارآمد: موج‌های مبدل حرارتی صفحه ای جوشی و قطر هیدرولیکی کوچک تشکیل جریان متلاطم را افزایش می‌دهند، به طوری که سرعت انتقال حرارت بالایی برای سیالات حاصل می‌شود. در نتیجه، تا 90 درصد از گرما را می توان بازیافت، در حالی که تنها 50 درصد در مورد مبدل های حرارتی پوسته و لوله است.

فشردگی: اثر حرارتی بالای PHE ها به این معنی است که ردپای بسیار کمی دارند. برای همان ناحیه انتقال حرارت، PHE ها اغلب می توانند 80٪ فضای کمتری از کف را اشغال کنند (گاهی اوقات 10 برابر کمتر)، در مقایسه با مبدل های حرارتی پوسته و لوله (شکل 5).

شکل 5.
تصویری از تفاوت اندازه معمولی بین یک مبدل حرارتی PHE و یک مبدل حرارتی پوسته و لوله برای یک بار حرارتی معین [5].
کاهش رسوب: کاهش رسوب ناشی از ترکیب تلاطم زیاد و زمان ماند سیال کوتاه است. فاکتورهای مقیاس برای PHE ها می تواند تا ده برابر کمتر از مبدل های حرارتی پوسته و لوله باشد.

سهولت در بازرسی و نظافت: از آنجایی که اجزای PHE قابل جداسازی هستند، می توان تمام قسمت هایی را که در معرض سیالات هستند تمیز و بازرسی کرد. این ویژگی در صنایع غذایی و دارویی ضروری است.

تشخیص نشتی آسان: واشرها دارای دریچه هایی هستند (شکل 6) که از مخلوط شدن سیالات در صورت خرابی جلوگیری می کند، که همچنین محل نشتی را تسهیل می کند.

شکل 6.
دریچه هایی در واشرها برای تشخیص نشتی های احتمالی [4].
اشکالاتی

محدودیت های دما و فشار: محدودیت مهم PHE ها مربوط به واشر صفحه است. فشارها و دماهای بیش از 25 اتمسفر و 160 درجه سانتیگراد به ترتیب تحمل نمی شوند زیرا می توانند باعث نشت واشرهای استاندارد شوند. با این حال، واشرهای ساخته شده از مواد خاص می توانند تا دمای 400 درجه سانتیگراد را تحمل کنند و می توان صفحات را به یکدیگر جوش داد یا لحیم کرد تا در شرایط سخت تر عمل کنند. این مزیت های اضافی افزایش محدودیت های عملیاتی و همچنین امکان کار با سیالات خورنده را خواهد داشت، زیرا نیاز به واشر را از بین می برد. با این حال، PHE مزایای عمده خود در انعطاف پذیری و سهولت تمیز کردن را از دست می دهد و تجهیزات گران تر می شوند.

افت فشار بالا: به دلیل وجود صفحات موجدار و فضای کم جریان بین آنها، افت فشار ناشی از اصطکاک زیاد است که هزینه پمپاژ را افزایش می دهد. افت فشار را می توان با افزایش تعداد معابر در هر گذر و تقسیم جریان به تعداد بیشتری کانال کاهش داد. این باعث کاهش سرعت جریان در داخل کانال می شود و در نتیجه ضریب اصطکاک را کاهش می دهد. با این حال، ضریب انتقال حرارت همرفتی نیز کاهش می‌یابد و کارایی مبدل حرارتی را کاهش می‌دهد.

تغییر فاز: در موارد خاص، PHE ها را می توان در عملیات تراکم یا تبخیر استفاده کرد، اما به دلیل فضای محدود داخل کانال ها و محدودیت فشار، برای گازها و بخارات توصیه نمی شود.

انواع سیالات: پردازش سیالاتی که بسیار ویسکوز هستند یا حاوی مواد فیبری هستند به دلیل افت فشار بالا و مشکلات توزیع جریان در داخل PHE توصیه نمی شود. سازگاری بین مایع و ماده واشر نیز باید در نظر گرفته شود. به دلیل احتمال نشت باید از مایعات بسیار قابل اشتعال یا سمی اجتناب شود.

نشتی: اصطکاک بین صفحات فلزی می تواند باعث ساییدگی و ایجاد سوراخ های کوچکی شود که به سختی می توان آنها را پیدا کرد. به عنوان یک اقدام احتیاطی، توصیه می شود سیال فرآیند را تحت فشار قرار دهید تا در صورت نشت از صفحه، خطر آلودگی کمتری وجود داشته باشد.

2.3. چیدمان مبدل حرارتی صفحه ای
ساده‌ترین نوع آرایش مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای آن‌هایی هستند که هر دو سیال فقط یک بار عبور می‌کنند، بنابراین هیچ تغییری در جهت جریان‌ها ایجاد نمی‌شود. این ترتیبات به عنوان ترتیبات تک پاس 1-1 شناخته می شوند و دو نوع وجود دارد: جریان مخالف و همزمان. مزیت بزرگ چیدمان تک گذر این است که ورودی و خروجی سیال را می توان در صفحه ثابت نصب کرد که باعث می شود تجهیزات برای نگهداری و تمیز کردن آسان و بدون ایجاد اختلال در لوله کشی باز شوند. این پرکاربردترین طرح تک گذر است که به آرایش U معروف است. همچنین یک آرایش Z تک پاس وجود دارد که در آن ورودی و خروجی سیالات از طریق هر دو صفحه انتهایی وجود دارد (شکل 7).

 

https://www.hydac.com/chc-en/products/plate-heat-exchanger.html

درباره ی admin_asooweb

مطلب پیشنهادی

دوست دارم حسون صدایم کنند / مهاجرانی بعدها به اشتباهش اعتراف کرد!

[ad_1] ایسنا/خوزستان به پله ایران و مروارید سیاه فوتبال ایران معروف است اما دوست دارد …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.