انتقال حرارت چیست و انتقال حرارت در مبدل های حرارتی به چه نحوی می باشد؟
انتقال حرارت، جابجایی انرژی گرمایی از یک نقطه به نقطه دیگر است. این پدیده در صنایع مختلف از جمله تولید برق، پالایش نفت و گاز، تهویه مطبوع و صنایع غذایی نقشی حیاتی دارد. مبدل های حرارتی به عنوان قلب تپنده این صنایع، وظیفه انتقال حرارت بین سیالات با دماهای مختلف را بر عهده دارند. در این مقاله، به بررسی جامع و عمیق موضوع انتقال حرارت در مبدل های حرارتی.
انتقال حرارت در مبدل های حرارتی:
مبدل های حرارتی دستگاه هایی هستند که برای تبادل حرارت بین دو سیال (مایع یا گاز) با دماهای مختلف به کار می روند. این تبادل حرارت بدون اختلاط سیالات انجام می شود. مکانیزم درگیر در انتقال گرما در مبدل‌های حرارتی ترکیبی از هر دو رسانش و همرفت است. نیروی محرکه انتقال حرارت، اختلاف دما بین دو یا چند ناحیه است.
مکانیزم انتقال حرارت:
انتقال حرارت در مبدل های حرارتی به سه روش هدایت، جابجایی و تشعشع صورت می گیرد:
1. هدایت:
- در این روش، گرما از طریق تماس مستقیم دو سطح با دماهای مختلف منتقل می شود.
- جنس و ضخامت دیواره مبدل، ضریب هدایت حرارتی و سطح تماس بین دو سیال، بر میزان انتقال حرارت به روش هدایت تاثیرگذارند.
در این رابطه بخوانید: مبدل حرارتی چیست؟
2. جابجایی:
- در این روش، گرما توسط سیال در حال حرکت از یک منطقه به منطقه دیگر منتقل می شود.
- جابجایی می تواند به صورت طبیعی (جریان آزاد) یا اجباری (با استفاده از پمپ یا فن) باشد.
- سرعت سیال، نوع جریان (لایه ای یا آشفته) و خواص ترمودینامیکی سیال، بر میزان انتقال حرارت به روش جابجایی تاثیرگذارند.
3. تشعشع:
- در این روش، گرما به صورت امواج الکترومغناطیسی از جسم گرم به جسم سرد منتقل می شود.
- دمای سطح، ضریب تابش سطح و فاصله بین دو جسم، بر میزان انتقال حرارت به روش تشعشع تاثیرگذارند.
کاربردهای مبدل های حرارتی:
مبدل های حرارتی در صنایع مختلف کاربردهای فراوانی دارند، از جمله:
- صنایع نفت و گاز: برای خنک کردن سیالات در پالایشگاه ها و خطوط لوله
- صنایع شیمیایی: برای گرم کردن و سرد کردن مواد در فرآیندهای شیمیایی
- صنایع نیروگاهی: برای تولید بخار در نیروگاه های بخاری
- صنایع غذایی: برای پاستوریزه کردن شیر و سایر مواد غذایی
- صنایع تهویه مطبوع: برای گرم کردن و سرد کردن هوا در ساختمان ها
- خودرو: برای خنک کردن موتور خودرو
انواع مبدل های حرارتی:
مبدل های حرارتی در انواع مختلفی طراحی و ساخته می شوند، از جمله:
- مبدل های پوسته و لوله: این نوع مبدل از یک پوسته و تعدادی لوله تشکیل شده است. سیال گرم از داخل لوله ها و سیال سرد از داخل پوسته عبور می کند.
- مبدل های صفحه‌ای: این نوع مبدل از تعدادی صفحات فلزی نازک تشکیل شده است. سیالات در بین صفحات جریان می یابند و حرارت را از طریق صفحات به یکدیگر منتقل می کنند.
- مبدل های هوا خنک: این نوع مبدل از پره های فلزی و یک فن برای خنک کردن سیال گرم توسط هوا استفاده می کند.
انتخاب نوع مبدل حرارتی:
انتخاب نوع مبدل حرارتی مناسب به عوامل مختلفی مانند نوع سیالات، دما و فشار سیالات، ظرفیت انتقال حرارت مورد نیاز، و محدودیت های فضایی و اقتصادی بستگی دارد.
نکات فنی:
- برای افزایش راندمان مبدل های حرارتی، باید سطح انتقال حرارت را افزایش داد و مقاومت حرارتی را کاهش داد.
- رسوب و خوردگی می تواند بر عملکرد مبدل های حرارتی تاثیر منفی بگذارد. به همین دلیل، باید به طور منظم تمیز و نگهداری شوند.
- برای طراحی و ساخت مبدل های حرارتی، باید از معادلات و روش های مهندسی انتقال حرارت استفاده کرد.
برای خرید و مشاهده قیمت انواع مخزن تحت فشار کلیک کرده و برای دریافت مشاوره رایگان با ما تماس بگیرید.
سخن پایانی :
انتخاب و خرید مخزن حرارتی مناسب به عوامل مختلفی مانند نوع سیالات، دما و فشار سیالات، ظرفیت انتقال حرارت مورد نیاز، محدودیت های فضایی و اقتصادی، و نوع کاربرد بستگی دارد. شركت ایران مخزن بعنوان یكی از تأمین كنندگان مبدل های حرارتی، مخزن تحت فشار انواع سیالات مانند نفت، آب، هوا، اسید و غیره در بسیاری از صنایع مانند نفت، پتروشیمی و آب توانسته است تولیداتی متنوع از این قبیل را به صنایع بالا دستی كشور عرضه نماید. لازم بذكر است تمامی مراحل طراحی و ساخت بصورت صفر تا صد پروژه در همین شركت و در كارگاه آن توسط متخصصین طراح و زبده انجام می پذیرد.