تکنیک های طراحی مبدل حرارتی GEA

مبدل حرارتی GEA چگونه تعمیر می شود؟

لولهها در ردیفهای موازی  مبدل حرارتی GEA و بصورت افقی و یا عمودی قرار میگیرند که به این حالت، آرایش خطی (In Line) میگویند. این مبدلها در شرایط کاری یکسان از سطح انتقال حرارت کوچکتری نسبت به مبدلهای جریان موازی برخوردار هستند. این موضوع کانال را مستعد برای تشکیل رسوب نماید،با توجه به این موضوع که این مبدلها نمی توانند به صورت مکانیکی تمیز شوند .

استفاده از این مبدل های صفحه ای مبدل حرارتی GEA پره دار منحصر به سیال های تمیز است. هر چه سطح به هادی بیشتر باشد حرارت سریعتر هدایت میشود بدین معنی که در مبدلها بجای استفاده از یک لوله با قطر بزرگ، از یک دسته لوله با قطر کم استفاده میشود که این عمل سطح را به منظور انتقال حرارت افزایش میدهد. و بیشتر مبدل هایی که در صنعت مود هستند از این نوع دسته می باشند.

انواع مبدل حرارتی GEA 

در آرایش مثلثی تعداد بیشتری لوله در یک سطح معین جای میگیرد و میزان مقاومت در مقابل جریان بیشتر است بنابراین در این آرایش انتقال حرارت و افت فشار بیشتر خواهد بود. تیوب ها می توانند به صورت مثلثی  مبدل حرارتی GEA و یا مربعی در طول باندل چیده شوند. آرایش لولهها بصورت مربعی و یا مثلثی انجام میگیرد. جهت نگه داشتن تیوپها در یک طول، از دو صفحه فلزی که در ابتدا و انتهای مبدل قرار میگیرد و بر روی آنها به تعداد تیوپهای داخل مبدل سوراخ ایجاد شده است استفاده میشود.

برای غلبه بر این مشکل معمولا از اتصالات انبساطی (Expansion Joint) روی پوسته مبدل استفاده میشود. سیال ورودی در پوسته روی تمامی طول لولهها پخش میشود و با آنها آرایش جریان متقاطع میسازد.

همچنین محاسبه صحیح قطر لوله های مبدل حرارتی GEA آب رفت و برگشت به انواع مبدل های حرارتی که سیال ناقل انرژی آنها آب می باشد، سبب رسیدن حجم کافی سیال ناقل انرژی جهت امکان انجام تبادل حرارت مورد نیاز در مبدل حرارتی می گردد. سیالات وارد شده به این صفحات موج دار به صورت یکی درمیان بین صفحات فنری جریان می یابند و با یکدیگر تبادل گرمایی می کنند این صفحات به صورت متقارن پشت سرهم قرار می گیرند و سیال سرد و گرم مابین این صفحات در گردش هستند.

این آرایش سطح صفحات سبب ایجاد مبدل حرارتی GEA امواجی در سیال شده و به این تربیت انتقال حرارت و برودت دما بین دو سیال به سرعت صورت می گیرد. اهداف اصلی طراحی، در این مبدل ها در نظر گرفتن انبساط گرمایی پوسته و لوله ها، تمیز کردن آسان مجموعه، و در صورت با اهمیت نبودن سایر جنبهها، کم هزینه ترین روش ساخت و تولید آنهاست.

هزینه ساخت مبدل حرارتی GEA

انبساط یا انقباض به تنهایی ممکن است مبدل حرارتی GEA موجب شکستن و یا خمیدگی لولهها شود، لذا اختلاف درجه حرارت دو سیال که با هم تبادل حرارت میکنند نباید زیاد باشد، مبدلهای سر ثابت مواقعی بکار میروند که تغییرات درجه حرارت محدود باشد.

در صورتی که سرعت سیال ورودی به پوسته زیاد باشد، سیال میتواند بطور جدی باعث فرسایش لولهها شود. استفاده میشود. این صفحات با شکستن جریان یکنواخت سیال باعث افزایش میزان انتقال حرارت میشوند، همچنین علاوه بر آن، بافلها وزن لولهها را تحمل میکنند و برای لولههای با طول زیاد که احتمال خم شدن آنها وجود دارد از این اتفاق جلوگیری میکنند.

این طرح بین دو صفحه لوله فضایی  مبدل حرارتی GEA را فراهم میکند و سیال نشت شده وارد این فضا میشود و چون فضای بین صفحه لولهها به خارج از مبدل راه دارد سیال میتواند از مبدل خارج شود. بواسطه این صفحات میتوان جریان را به دو یا چند مسیر تقسیم نمود. • سیال سمت تیوب محدود به یک، دو یا چند بار عبور از شل باشد. مبدل حرارتی به چند دسته تقسیم می شود؟ پره ها به صورت وسیع در مبدل های حرارتی گاز - گاز یا گاز - مایع در جایی که ضریب انتقال گرما در یک یا هر دو سمت کوچک باشد و به مبدل های حرارتی فشرده نیاز باشد استفاده می گردند.

سخت شدن رگ ها یک مثال از تشکیل مبدل حرارتی GEA رسوب در بدن انسان است که در آن تجمع کلسترول و اجتماع بافت های اتصال دهنده در دیواره یک شریان، لایه ای تشکیل می دهد که به سمت داخل رشد می کند.

تکامل بویلرهای مدرن و کندانسورهای کارامدتر برای صنعت نیروگاهی، یک مایلاستون مهم در مهندسی بوده است. پوسته نوع K: این پوسته که به Kettle Type Reboiler معروف است دارای یک دسته لوله در کف پوسته و فضای بدون لوله در بالای خود میباشد. واضح است که هنگامیکه تعداد مسیرها افزایش یابد زمان موثر تماس سیال داخل پوسته با لولهها افزایش مییابد.

مبدل حرارتی GEA رو از کجا تهیه کنی؟

به عنوان مثال صفحات انحراف دهنده حلقه و مبدل حرارتی GEA صفحه برای سیالات رسوب زا بدلیل اینکه رسوب در پشت حلقه جمع میشود و از جاری شدن سیال در امتداد مبدل جلوگیری میکند مناسب نیستند. در سمت راست پوسته یک صفحه با نام Weir Plate قرار دارد و به عنوان یک سرریز بکار میرود، مایع تبخیر نشده

از این سرریز انتهایی ریزش کرده و از طریق نازل سمت راست خارج میشود. این پوسته دارای کاربردهایی با افت فشار کم طراحی، مانند چگالنده در خلاء نسبی است. تعیین انتقال حرارت و عملکرد افت فشار مبدل موجود یا مبدلی که از قبل اندازه های آن تعیین شده است را rating problem می گویند.

هر قسمت شبکه تقریبا همدما است و دلیل آن این است که دوران عمود بر گرادیان دما و جهت سیال است و در راستای آنها نیست. امکان انبساط یا انقباض برای هر یک از دو جزء حامل سیال یعنی لوله و پوسته وجود دارد.