مبدلهای حرارتی صفحه‌ای ۱ خصیصه‌های اصلی

مبدلهای حرارتی صفحه‌ای ۱ خصیصه‌های اصلی – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه  مکانیک

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

مبدلهای حرارتی صفحه‌ای فصل ۱ – خصیصه‌های اصلی و توسعه مبدلهای حرارتی صفحه‌ای

۱-۱٫ مقدمه

فرآیند تبادل حرارت بین دو یا چند سیال در دماهای مختلف در کاربردهای مختلف صنعتی، تجاری و خانگی رخ می‌دهد و معمولا برای برخی از انواع خاص از یک نوع مبدل با تاثیر بیشتری همراه خواهد بود. مجموعه‌ای متغیر از مبدلهای حرارتی، که در بر دارنده طیفهای گسترده‌ای از نظر شکل، اندازه، حالت تبادل و دیگر خصیصه‌ها می‌باشند را می‌توان در فرآیندها و صنایعی چون برق و قدرت، نفت، حمل و نقل، تهویه مطبوع، ادوات سرد سازی، سیستمهای تبرید، صنایع بیوپزشکی و غیره مشاهده نمود. این ادوات را می‌توان بطور گسترده تحت عنوان مبدلهای حرارتی تماسی مستقیم یا غیر مستقیم طبقه بندی نمود. در نوع مستقیم، سیالاتی که انتقال دهنده حرارت می‌باشند در تماس مستقیم بوده و بوسیله یک جداره یا دیوار مجزا نمی‌شوند. با توجه به غیبت این جداره، دماهای دسترسی نزدیکتری حاصل خواهد شد و انتقال حرارت غالبا همراه با انتقال جرم خواهد بود. برج خنک کننده یکی از مثالهای نوع مستقیم مبدل حرارتی می‌باشد. در مبدلهای حرارتی نوع غیر مستقیم یا انتقال جداره‌ای، یک جداره یا دیوار (لوله‌ای، مسطح، یا دیگر اشکال هندسی غیر مدور) سیالات گرم و سرد را از هم جدا می‌کند و تبادل حرارتی از طریق این سطح مشترک بین آنها انجام می‌شود. مبدلهای حرارتی پوسته و لوله و نوع صفحه‌ای (یا صفحه و قالب) جزء مثالهای مبدل تماس غیر مستقیم می‌باشند که در آن حرارت بصورتی گذرا مبادله می‌شود. جزئیات بیشتر در خصوص طبقه بندی مبدلهای حرارتی را می‌توان بر مبنای خصیصه‌های ساختاری آنها، حالتهای انتقال و مشخصه‌های عملکرد حرارت مورد بررسی قرار داد که بر این مبنا طرح‌های مختلف دیگری بوسیله اشخاصی چون واکر، ساخاتمی و دیووتا، هویت و همکاران، شاه و اسکولی، کاپان، کاکا و لئو و دیگران  مشخص شده است.

مبدلهای حرارتی صفحه‌ای ۱ خصیصه‌های اصلی

۲-۱ سابقه تاریخی

توسعه اولیه و کاربرد مبدل های حرارتی صفحه ای در پاسخ به ضروریات اکید قانونی از سوی تولیدکنندگان مواد غذایی مخصوصاً مواد لبنی در اواخر دهه ۱۹ توسعه یافت. در شروع دهه ۱۹۸۰، آگاهی عمومی ‌فزاینده ای در زمینه بیماری ها همانند مرض سل بوجود آمد، امراضی که به واسطه استفاده از شیرخام یا فرآوری نشده بوجود می‌آمدند. این امر باعث آغاز رویه های آزمایشی در زمینه بهره گیری از شیر پاستوریزه گردید که شامل گرم نمودن شیر تا درجه خاصی می‌باشد بگونه‌ای که بر مزه آن تأثیری نداشته باشد که در این فرآیند شیر را باید در چنین دمایی برای زمان کوتاهی نگهداری نمود و سپس به سرعت آن را خنک کرد. این فرآیند نیازمند بهره گیری از ادوات انتقال حرارتی می‌باشد که از نقطه نظر حرارتی قابلیت خوبی را داشته باشند و مهمتر از آن بتوان آنها را به سادگی تمیز نمود (فرآیندی که باید هر روزه آن را انجام داد). به راستی فراهم آوردن ضروریات عملیاتی در اغلب ادوات انتقال حرارتی اولیه، که برای پاستوریزه نمودن شیر بوجود آمده بودند، مشکل بود، مبحثی که در نهایت باعث توسعه مبدل های حرارتی صفحه ای گردید.

مبدلهای حرارتی صفحه‌ای ۱ خصیصه‌های اصلی

۳-۱ اصول کلی

یک تصویر منقطع قبل از ترکیب، که مشخص کننده اجزای ساختاری اصلی یک صفحه و معرف مبدل صفحه ای متعارف مدرن و یا مبدل صفحه ای و قالبی جدید می‌باشد در شکل  ۵-۱ نشان داده شده است. اجزای اصلی یک مبدل حرارتی صفحه ای شامل انتقال حرارت و صفحات جداسازی جریان، گسگیت های یا واشرها، قالب های نهایی پشتیبان (یک صفحه یا قالب ثابت و متحرک) که نگهدارنده نازل های مجرای سیال ورودی و خروجی می‌باشند، صفحه افقی همراه با میله های حامل و راهنما، ستون پشتیبان و پیچ های محکم کننده قالب انتهایی می‌باشد.

هسته تبادل حرارتی اصلی شامل صفحات فلزی – ورقه ای پرس شده بشکل مستطیلی و نازک می‌باشند که به صورت ساندویجی بین گسگت ها یا واشرهای جانبی کامل قرار گرفته و در یک بسته با یکدیگر اسمبل یا ترکیب شده و در نهایت در یک قالب  پیچ می‌گردند. واشرهای لبه ای در هر جفت از صفحات قرارگرفته در کنار هم محدود کننده هریک از جریان سیال در چارچوب کانال های جریان صفحه ای داخلی مشخص شده می‌باشند و از تداخل آنها و همچنین نشت سیال خارج از بسته صفحه ای به محیط اطراف جلوگیری می‌کنند.

مبدلهای حرارتی صفحه‌ای ۱ خصیصه‌های اصلی

۴-۱ ویژگی های کلی

بواسطه خصیصه های ساختاری، مبدل های حرارتی صفحه ای تعدادی از مزیت های قابل توجه در مقایسه با مبدل های حرارتی پوسته و لوله متعارف را عرضه می‌نمایند. مزیت های این مبدلها به شرح ذیل می‌باشند:

1. شیارهای سطح صفحه به آسانی باعث تسهیل انتقال حرارتی با استفاده از مکانیزم های متعددی می‌شود که شامل ارتقای جریان های حلقوی یا گردابی، توزیع و اتصال مجدد لایه های کرانه، مسیرهای عبور جریان قطر هیدرولیکی کوچک و افزایش مساحت انتقال حرارتی به صورتی موثر است.

با این وجود مزیت اصلی آن است که مبدل های حرارتی صفحه ای محدود به کاربردهایی هستند که دارای فشار سیال نسبتاً پایین و شرایط دمایی نسبتاً پایینی هستند. این امر الزاماً به واسطه محدودیت های اعمال شده به وسیله مواد گسگت یا واشر خواهد بود که قابلیت مقاومت در برابر فشار بالا یا دمای زیاد و یا خوردگی سیالات را نخواهند داشت و از اینرو از مشکل نشت در رنج می‌باشند. مواد صفحه‌ای نازک نیز در برابر برخی از محدودیت های فشار حرارتی دچار خمیدگی می‌گردند. در  عملیات جاری، مبدل های صفحه ای و قالبی واشردار استاندارد به میزان زیادی برای عملیات تحت فشار تا میزان ۲۵ بار تحت فشار می‌باشند که فشاری تا اندازه ای بالاتر را می‌توان با استفاده از قالب های دارای کارکرد سنگین حاصل آورد. به علاوه، محدوده بالایی ۱۶۰ درجه سانتیگراد در اغلب کاربردهای مبدل حرارتی صفحه ای مشخص شده است، با وجود آنکه واشرها از مواد خاصی ساخته شده اند که بر مبنای ادعا قابلیت کار با دماهای ۴۰۰ درجه سانتیگراد را خواهند داشت. به منظور فائق آمدن بر این عیب که به واسطه فشار عملیاتی و محدودیت های دمایی به وجود می‌آید، چندین نوع مختلف از مبدل های حرارتی صفحه ای توسعه یافته اند که در مباحث بعد مورد بحث قرار خواهند گرفت.