مقاله دستگاه های ثابت صنایع پتروشیمی (مبدل های حرارتی، کوره ها، دیگ های بخار) در word

مقاله دستگاه های ثابت صنایع پتروشیمی (مبدل های حرارتی، کوره ها، دیگ های بخار) در word دارای 67 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله دستگاه های ثابت صنایع پتروشیمی (مبدل های حرارتی، کوره ها، دیگ های بخار) در word کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است

توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است

بخشی از فهرست مطالب پروژه مقاله دستگاه های ثابت صنایع پتروشیمی (مبدل های حرارتی، کوره ها، دیگ های بخار) در word

مبدل های حرارتی
روش های انتقال حرارت در مبدل های حرارتی
اجزاء مختلف مبدل ها
جریان در لوله و پوسته
انواع مبدل های پوسته و لوله
تشخیص نوع و اندازه مبدل های پوسته و لوله
مبدل های دو لوله ای
کولر یا خنک کننده هوایی
کاربرد هر یک از مبدل های حرارتی
مبدل های حرارتی سردکننده
مبدل های حراتی گرم کننده
نکاتی چند در مورد مبدل های حرارتی
شبیه سازی و طراحی مبدل های حرارتی
برنامه های HTFS
نرم افزارهایی که در این مجموعه قرار می گیرند عبارتن از:
با بهره گیری از نانوسیالات، پژوهشگران ایرانی موفق به افزایش بازده مبدل های حرارتی شدند
روش های متداول افزایش انتقال حرارت به شدت سبب افزایش افت فشار نیز می شود
طراحی شبکه مبدل های حرارتی با ضرایب انتقال حرارت متفاوت با توجه به افت فشار مجاز جریان ها: روش جدید هدف گذاری
چکیده
واژه های کلیدی
مقدمه
هدف گذاری توسط روش متداول پینچ
رابطه افت فشار، ضریب انتقال حرارت و سطح تبادل حرارت مبدل
هدف گذاری سطح برمبنای افت فشار ثابت
هدف گذاری با ملاحظات تفاوت ضرایب انتقال حرارت جریان ها
روش جدید هدف گذاری برمبنای ضرایب انتقال حرارت متفاوت و افت فشار مجاز جریان ها
معیار انتخاب و نقش پارامترهای k و z در روش جدید
مسئله نمونه
نتیجه گیری
کوره ها
احتراق
سوخت
انرژی حرارتی سوخت
انتقال حرارت در کوره ها
کوره های با شعله های مستقیم
کوره های استوانه ای
کوره های نوع کابینی
ایجاد اشکال در کار کوره
مزایای کوره های استوانه ای و کابینی
مشعل ها
انواع مشعل های گازی
مشعل های نفت کوره
مشعل های مرکب سوخت مایع و گاز
افزایش راندمان حرارتی کوره ها
کوره های کنوکسیونی
کوره های با لوله های آتشین
دیگ های بخار
آب دیگ های بخار
بخار اشباع
بخار داغ
انواع دیگ های بخار
دیگ بخار پوسته ای
دیگ های بخار قطاعی
دیگ های بخار لوله ای
اجزاء دیگ بخار
کوره یا اتاق احتراق
درام یا استوانه ها
سوپر هیترها
دی سوپر هیترها
ری هیترها
اکونومایزرها
گرم کن های هوا
رگلاتورهای آب تغذیه
دستگاه جریان هوا
دمپرها

مبدل های حرارتی

برای سرد یا گرم کردن یک سیال به وسیله سیالی دیگر بدون استفاده مستقیم از دستگاه های مولد سرما یا گرما و همین طور بازیابی گرما یا سرما از سیالاتی که قبلاً به طریقی به آنها داده شده است از مبدل های حرارتی استفاده می شود

به جهت اهمیت درک انتقال حرارت در شناخت دستگاه های تبادل کننده حرارت، ابتدا مقدمه ای در مورد روش های انتقال حرارت و تعریف لایه مرزی ارائه می گردد و سپس به دسته بندی های مختلف مبدل ها و موارد استفاده آن ها پرداخته خواهد شد

روش های انتقال حرارت در مبدل های حرارتی

هدایت (CONDUCTION) ـ در اثر اختلاف درجه حرارت بین دو نقطه از جسم صورت می گیرد. در این حالت ذرات جسم تغییر مکان قابل ملاحظه ای ندارند. هدایت در حقیقت انتقال انرژی حرکتی یک ملکول به ملکول های مجاور بوده و تنها عامل ایجاد جریان حرارتی در جسم می باشد. بنابراین هرچه تماس ملکول در یک جسم بیشتر باشد، هدایت حرارتی آن بیشتر است. لذا در گازها که فاصله بین ملکولی زیادتر می باشد، انتقال حرارت از طریق هدایت کمتر انجام می گیرد. ضریب هدایت جامدات از مایعات و مایعات از گازها بیشتر می باشد

جا به جایی (CINVECTION) ـ در این روش، ملکول ها متحرک بوده و انرژی حرارتی را با خود جا به جا می کنند. وقتی برای سردکردن یک صفحه گرم، آن را در مقابل یک بادبزن قرار می دهند، این همان انتقال حرارت جا به جایی از صفحه گرم به هوای اطراف می باشد. در مثال فوق کنوکسیون اجباری است. عمل انتقال حرارت در حالت در حالت فوق به سرعت فن بستگی دارد

حال اگر برای سرد کردن صفحه گرم از فن استفاده نمی شد، عمل سردشدن از طریق کنوکسیون انجام می گرفت. بدین طریق که هوای مجاور صفحه، گرم شده و با تغییری که در وزن مخصوص آن بوجود می آید، به قسمت های دیگر حرکت کرده و هوای سرد جای آن را می گیرد. این حالت که انتقال حرارت در اثر تغییر وزن مخصوص سیال در اثر حرارت حاصل شده، انتقال حرارت از طریق کنوکسیون طبیعی می باشد

در حرکت هوا یا هر سیال دیگری روی سطح، سرعت هوا در مجاور صفحه صفر است (در اثر ویسکوزیته)، سرعت از صفر تا سرعت جریان آزاد (U) تغییر می کند. هرچه ویسکوزیته سیال کمتر باشد این طول کمتر بوده و با زیاد شدن ویسکوزیته این فاصله که به آن لایه مرزی می گویند، بیشتر است. چون سرعت در مجاور صفحه صفر است، پس در این نقطه انتقال حرارت به وسیله هدایت انجام می پذیرد که به ضریب هدایت حرارتی سیال و اختلاف درجه حرارت در مجاور صفحه وابسته است چون اختلاف درجه حرارت سیال با تغییر سرعت در حال تغییر است، لذا باید پارامتر سرعت را در انتقال حرارت در نظر گرفت

جریان های تبادل کننده حرارت در مبدل ها ممکن است به شکل های مختلف(همسو، ناهمسو و متقاطع) به حرکت درآیند. در جریان های همسو دو سیال گرم و سرد بدون تماس فیزیکی با همدیگر در طول مبدل به صورت هم جهت حرکت کرده و از طرف دیگر خارج می شود. در این حالت در ورود به مبدل بیشترین اختلاف دما و بنابراین بیشترین میزان انتقال حرارت وجود دارد و در خروج اختلاف درجه حرارت حداقل شده و میزان انتقال حرارت کم می شود. در جریان همسو، چون دو سیال در یک جهت جریان دارند دمای سیال سرد در خروج نمی تواند بیشتر از دمای سیال گرم باشد. در جریان های ناهمسو سیالات در جهات مخالف همدیگر جریان می یابند. در این حالت اختلاف درجه حرارت در طول لوله نسبت به جریان همسو یکنواخت تر است. میزان انتقال حرارت در جریان متقابل در طول لوله به مقدار کم تغییر می کند. در این حالت دمای بالاتر برای سیال سرد از سیال گرم در خروج امکان پذیر می باشد. جریان های متقاطع عموماً در گرمایش و سرمایش گازها استفاده می شود. در این حالت یکی از جریان ها داخل لوله و دیگری عمود بر آن حرکت می کند

اجزاء مختلف مبدل ها

مبدل های حرارتی موجود در صنایع و کارخانجات بخصوص صنعت پتروشیمی، معمولاً از نوع پوسته و لوله (SHELL AND TUBE) می باشند. از مزایای این مبدل ها می توان به سطح تماس زیاد در حجم کم، طرح مکانیکی خوب و توزیع یکنواخت فشار و راحتی تمیزکردن آن ها اشاره کرد. با توجه به شکل (1) می توان گفت که ساختمان این مبدل ها شامل تعدادی لوله است که در داخل یک استوانه قرار می گیرند، و دو سیال مورد نظر که یکی سرد و دیگری گرم است، بدون این که به طور مستقیم با یکدیگر برخورد کنند از طریق دیواره فلزی لوله ها با یکدیگر تبادل حرارت خواهند کرد. به عبارت دیگر یکی از این دو سیال در لوله ها و دیگری در اطراف لوله ها، درون پوسته جریان خواهد داشت

با توجه به توضیح مختصری که داده شد، اجزاء یک مبدل حرارتی عبارتند از

لوله ها (TUBES) ـ جنس، تعداد، قطر، طول و ضخامت لوله ها به طبیعت سیال(خورنده یا بی اثر، تمیز یا کثیف و ; ) مقدار جریان سیال، فشار و درجه حرارت سیال و بار حرارتی مبدل بستگی دارد. لوله ها ممکن است به صورت راست (دو سر باز) یا به شکل U روی صفحه ای به نام TUBE SHEET پرس یا جوش داده شوند. لوله ها معمولاً به قطر خارجی اینچ تا 1 اینچ و از جنس فولاد یا مس و گاهی نیز از گرافیت یا تفلون ساخته می شوند

پوسته(SHELL) ـ جنس، قطر، ضخامت و حجم پوسته به طبیعت سیال، مقدار جریان سیال، فشار و درجه حرارت سیال و مشخصات دسته لوله ها(TUBE BUNDLE) از نظر قطر و طول آن بستگی دارد. نوع کاربرد نیز تعیین کننده خواهد بود. از جمله پوسته مبدل های از نوع تبخیرکننده و همین طور جوشاننده دارای فضای تبخیر می باشند. پوسته ها معمولاً قطری بین تااینچ دارند

صفحه لوله(TUBE SHEET) ـ صفحه ای دایره ای شکل که سر لوله ها روی آن قرار می گیرد، جنس و ضخامت و قطر این صفحه به جنس لوله ها، تعداد لوله ها و نوع مبدل حرارتب بستگی دارد. لوله ها ممکن است به آن جوش یا پرس شده باشند. تعداد آن یک یا دو عدد در هر مبدل می باشد. این صفحه نیز ممکن است به پوسته جوش داده شده یا توسط فلانج به آن متصل باشد

لوله ها عموماً با دو آرایش مربعی یا مثلثی روی صفحه لوله ها نصب می گردند. در آرایش مربعی کمترین مقاومت در مقابل جریان و در نتیجه حداقل افت فشار به وجود می آید. یکی از معایب آرایش مربعی قرارگرفتن تعداد کمتر لوله در یک سطح معین می باشد. وقتی که آرایش لوله ها مثلثی باشد، افت فشار جریان پوسته بیشتر از وقتی است که آرایش مربعی باشد. اما میزان انتقال حرارت در آرایش مثلثی بیشتر است

کانال(CHANNEL) ـ جریان سیال به داخل لوله ها از طریق کانال صورت می گیرد. تعداد یک یا دو کانال در هر مبدل موجود است. در مبدل های حرارتی چندگذره(MULTIPASS) از یک صفحه تقسیم کننده جریان استفاده می شود تا کانال به دو یا چند قسمت تقسیم شود

تیغه(BAFFLE) ـ تیغه ها به شکل دایره برش خورده یا دیسک و حلقه(DISC AND RING) ساخته می شوند. برای افزایش زمان تبادل حرارتی بین لوله ها و سیال درون پوسته از تعداد معین و مناسبی تیغه استفاده می شود. تیغه ها در داخل پوسته قرار گرفته و لوله ها از میان سوراخ های آن ها که به تعداد لوله ها می باشند عبور می کنند. این صفحات دو نقش عمده دیگر نیز به عهده دارند. با ایجاد جریان های متقاطع مقاومت فیلمی تشکیل شده روی لوله ها را از بین برده و ضریب انتقال حرارت را بالا می برند. همین طور لوله ها را نگه داشته و از خم شدن آن ها جلوگیری می کنند (شکل2)

تیغه های طولی(LONGITUDINAL) گاهی اوقات برای تقسیم کردن جریان پوسته به دو یا سه گذر مورد استفاده قرار می گیرند

سر پوسته(SHELL HEAD) ـ معمولاً به شکل نیم کره ساخته شده و به وسیله پیچ و مهره به پوسته وصل می شود و در مواقع لزوم برای بازرسی لوله ها برداشته می شود

جریان در لوله ها و پوسته

چگونگی جریان در پوسته معمولاً یکی از هفت حالتی است که در شکل 3 نشان داده شده است. در پوسته یک گذر، سیال از یک انتها مبدل وارد شده و انتهای دیگر خارج می شود. در یک مبدل حرارتی دوگذر لازم است که سیال از یک انتها وارد و از همان انتها خارج شود. انتخاب ترتیب جریان در پوسته بستگی به مقدار سرد یا گرم کردن و نیز افت فشار مورد نیاز و نوع کار دارد. مثلاً مبدل جوشاننده نوع کتری برای جریان های تبخیرشونده در پوسته مناسب می باشند

برای جریان در لوله ها 16ـ1 گذر ممکن است استفاده شود. در یک مبدل حرارتی که دارای دو گذر در لوله ها می باشد، سیال در میان نیمی از لوله ها در یک جهت و در میان نیمی دیگر از لوله ها در جهت مخالف جریان می یابد. انجام این کار نیاز به یک صفحه تقسیم کننده در کانال ورودی دارد

انواع مبدل های پوسته و لوله

1 مبدل های سرثابت(FIXED TUBE SHEET EXCHANHERS)

در مبدل های نوع سرثابت، صفحه لوله ها به پوسته جوش یا به وسیله پیچ و مهره محکم شده است، لذا با تغییرات درجه حرارت جائی برای انبساط یا انقباض لوله ها و پوسته هر یک به طور جداگانه وجود ندارد. انبساط یا انقباض هر یک از دو جزء فوق به تنهایی ممکن است موجب شکستن و یای خمیدگی لوله ها شود، لذا اختلاف درجه حرارت دو سیال که با هم تبادل حرارت می کنند نباید زیاد باشد

برای غلبه بر این مشکل معمولاً از اتصالات انبساطی(EXPANSION JOINT) روی پوسته مبدل استفاده می شود. وقتی که لوله ها داغ تر شوند منبسط می گردند، در نتیجه این اتصال به پوسته اجازه انبساط می دهد. وقتی که لوله و پوسته سرد شوند اتصال انبساطی و لوله ها منقبض می شوند و کشش وارده بر نقاط جوش خورده کاهش می یابد. به دلیل مشکلاتی که در بازرسی و تمیزکردن مبدل های سرثابت وجود دارد عموماً در جائی استفاده می شوند که احتمال کثیف شدن قسمت پوسته محدود باشد

2 مبدل های سرشناور(FLOATING HEAD HEAT EXCHANGER)

در این نوع مبدل، یکی از صفحه لوله ها بین کانال و پوسته پیچ و مهره شده و در وضعیت ثابتی قرار می گیرد، اما صفحه لوله دیگر در داخل پوسته به صورت شناور درآمده امکان انبساط یا انقباض برای هر یک از دو جزء حامل سیال یعنی لوله و پوسته وجود دارد. از این رو اختلاف درجه حرارت دو سیالی که با هم تبادل حرارت می کنند هر چند که زیاد باشد اشکالی ایجاد نخواهد کرد

بعد از بازکردن صفحه ثابت، دسته لوله ها و سرشناور را می توان مانند یک واحد یکپارچه بیرون کشید. بدین طریق امکان تمیزکردن و بازرسی قسمت خارجی لوله ها میسر می گردد. ایراد این مبدل ها فاصله نسبتاً زیاد بین پوسته و لوله ها می باشد. این فاصله برای تطبیق دادن صفحه شناور لوله ها با پوسته می باشد. چون در این فضا نمی توان لوله ای به کار برد، این فضا بلااستفاده می ماند و بازده این مبدل ها کاهش می یابد

3 مبدل با لوله های U شکل(U-TUBE EXCHANGER)

این نوع مبدل حرارتی شامل فقط یک کانال و یک صفحه لوله می باشد. از این رو ورودی و خروجی لوله ها از طریق یک کانال که به دو قسمت تقسیم شده است صورت می گیرد. همان طوری که از نام این مبدل حرارتی پیدا است لوله ها به شکل حرف لاتین (U) ساخته می شوند. با بازکردن پیچ و مهره ها، کانال از پوسته جدا می شود و صفحه لوله ها و دسته لوله ها را می توان از پوسته خارج نمود، به طوری که امکان تمیزکردن و بازرسی قسمت خارجی لوله ها فراهم می شود. به هرحال وجود خم در لوله ها مانعی برای تمیزکردن و بازرسی قسمت داخلی لوله های می باشد. از طرفی نمی توان جریان های حاوی مواد جامد (کثیف) را به خاطر ایجاد سائیدگی در خم موجود در لوله ها استفاده کرد. این مبدل ها برای سیالاتی به کار می رود که اختلاف درجه حرارت زیادی داشته باشند، زیرا انتهای U شکل لوله ها، امکان انبساط و انقباض را تا حد زیادی به وجود می آورد

تشخیص نوع و اندازه مبدل های پوسته و لوله

اندازه مبدل با توجه به کدTEMA با قطر پوسته و طول لوله ها برحسب اینچ مشخص می شود، مبدل با اندازه 192ـ23 دارای قطر 23 و طول لوله ها 192 اینچ می باشد. با توجه به نوع سرثابت(STATIONARY HEAD)، نوع پوسته(SHELL TYPE) و نوع سر انتهایی(REAR HEAD) نیز نوع مبدل توسط سه حرف لاتین مشخص می شود (شکل 3). مثلاً مبدلی با اندازه 192ـ17 نوعAES دارای پوسته ای به قطر 17 اینچ و لوله هایی به طول 192 اینچ می باشد. این مبدل دارای یک کانال و یک سرپوش قابل جدا کردن می باشد و دارای پوسته ای با یک گذر و دارای سر شناور با دو نیم حلقه می باشد

مبدل های دو لوله ای(DOUBLE PIPE HEAT EXCHANHER)

این مبدل حرارتی از دو لوله هم مرکز ساخته شده است که یکی کوچک تر از دیگری می باشد. یکی از جریانات از داخل لوله کوچک تر و دیگری از بین دو لوله عبور می کند. گاهی اوقات برای ازدیاد سطح تماس و تبادل حرارتی بهتر سطح خارجی لوله داخلی با پره های(FINS) طولی پوشده می شود. این مبدل ها برای بار حرارتی زیاد مناسب نیستند

کولر یا خنک کننده هوایی(FIN FAN OR AIR COOLER)

کولرهای هوایی برای خنک کردن سیالاتی چون گاز، مایعات نفتی، آب و نیز مایع کردن بخارات در صنایع به کار می روند. کولرهای هوایی به اشکال مختلف ساخته می شوند که در زیر شرح مختصری در مورد هر یک داده خواهد شد

ـ کولر هوایی با پنکه مکنده (INDUCED DRAFT)، فن بالای کولر قرار می گیرد

ـ کولر هوایی با پنکه دمنده (FORCED DRAFT)، فن پایین کولر قرار می گیرد

ـ کولر هوایی با جریان طبیعی هوا (NATURAL DRAFT)، بدون استفاده از فن، عمل خنک کردن سیالات را توسط جریان طبیعی هوا انجام می دهد

ـ کولر هوایی با استفاده از هوای مرطوب (HUMIDITY AIR COOLER)، علاوه بر داشتن فن، در زیر آن حوضچه ای پرآب قرار دارد که هوای مورد نیاز را مرطوب می کند. در این حالت عمل خنک کردن بهتر صورت می گیرد

ساختمان هر چهار نوع مبدل حرارتی فوق از تعداد زیادی لوله های افقی که در داخل آن ها سیالی جریان دارد تشکیل می شود. سطح خارجی لوله ها توسط پره های(FINS) عرضی پوشیده شده و در ارتفاعی بالاتر از سطح زمین نصب می گردد

کاربرد هر یک از مبدل های حرارتی

به طور کلی مبدل های حرارتی یا برای گرمایش یا سرمایش جریان سیالات استفاده می شوند

مبدل های حرارتی سردکننده

خنک کننده(COOLER) ـ در این نوع مبدل درجه حرارت سیال بدون این که حالت سیال عوض شود کاهش می یابد. به عبارت دیگر قسمتی از گرمای محسوس سیال گرفته می شود. اگر عمل سردکردن توسط آب صورت گیرد به آن کولر آبی(WATER COOLER) می گویند و دارای ساختمان معمولی مبدل های حرارتی پوسته و لوله می باشد

چنان چه عمل خنک کردن توسط هوا صورت گیرد، این نوع مبدل حرارتی را کولر هوایی می گویند

چگالنده(CONDENSER) ـ وظیفه این مبدل تبدیل بخار به مایع است و بر این اساس لازم است که گرمای نهان تبخیر یک بخار را جذب تا به مایع تبدیل شود. این مبدل می تواند ساختمان یکی از انواع خنک کننده های آبی یا هوایی را داشته باشد و معمولاً به طور افقی نصب می شوند

سردکننده(CHILLER) ـ می دانیم هر مایعی که بخواهد تبخیر شود احتیاج به انرژی حرارتی دارد و اگر این انرژی حرارتی را از محیط بگیرد به ناچار محیط سرد خواهد شد، در صنایع نفت برای تولید سرما از مایعات نفتی مثل پروپان و بوتان که در شرایط متعارفی بخارند استفاده می شود

سردکننده دارای ساختمان پوسته و لوله بوده و در قسمت فوقانی پوسته دارای فضائی جهت تبخیر پروپان می باشد. مایع پروپان از ته مبدل وارد و در اطراف لوله ها تبخیر و تولید سرما می کند

مبدل های حرارتی گرم کننده

تمام مبدل های حرارتی که وظیفه افزایش درجه حرارت مواد را به عهده دارند در حقیقت گرم کننده(HEATER) می باشند. مانند جوشاننده، تبخیرکننده، کوره و ;

جوشاننده(REBOILER) ـ این مبدل برخلاف تبخیرکننده(VAPOREZER)، تنها جزئی از کل مایع را که مورد نظر باشد به حالت بخار تبدیل می کند. جوشاننده ها معمولاً دارای ساختمان لوله و پوسته و به قسمت پایین برج تفکیک متصل می شود. جوشاننده ها به سه نوع مختلف در صنایع نفت یافت می شوند که عبارتند از

ـ جوشاننده نوع سیفونی (THERMOSYPHON): معمولاً به طور عمومی در کنار برج نصب می شود. جریان مایع از ته برج به لوله ها براساس خاصیت سیفونی برقرار می شود. به این ترتیب که تبخیر جزئی از مایع داخل لوله توسط سیال گرم باعث می شود که سطح مایع در مبدل حرارتی نسبت به برج پایین تر رفته و به وجود آمدن این اختلاف سطح موجب جریان مایع از برج به مبدل حرارتی خواهد شد. بخارات حاصل به قسمت پایین برج و بالاتر از سطح مایع در برج وارد می گردد

ـ جوشاننده نوع کتری (KETTLE): این مبدل حرارتی نیز دارای ساختمان پوسته و لوله بوده و دارای فضای تبخیر می باشد و معمولاً به طور افقی در کنار برج تقطیر نصب می گردد. مایع از ته برج براساس نیروی ثقل به داخل پوسته جریان داشته و بخارات حاصل به پایین برج برگشت می کند

با توجه به تفاوت ساختمان دو جوشاننده نوع سیفونی و کتری در عمل تفاوت هایی نیز با یکدیگر دارند که عبارتند از

1ـ در جوشاننده نوع سیفونی مایع سنگین تبخیر نشده از ته برج گرفته می شود و در نوع کتری از زیر مبدل خارج می گردد

2ـ مبدل حرارتی نوع کتری همانند تبخیرکننده(VPORIZER) و سردکننده(CHILLER) دارای فضای تبخیر می باشد و در نوع سیفونی فضای تبخیر وجود ندارد و مایع و بخار به صورت مخلوط خارج می شوند

3ـ در جوشاننده نوع سیفونی مایع در لوله ها و در نوع کتری در پوسته تبخیر می شود

4ـ در جوشاننده نوع سیفونی بخارات برگشتی به برج با مایعات سنگین همراه است ولی در نوع کتری تنها بخارات حاصل از عمل تبخیر جزئی مایع به برج برمی گردد

5 ـ سطح و مقدار تبخیر در نوع کتری بیشتر از نوع سیفونی است

6 ـ مبدل حرارتی نوع سیفونی معمولاً سرثابت و نوع کتری می تواند U شکل یا سرشناور باشد، بنابراین در نوع سیفونی معمولاً اختلاف درجه حرارت دو سیال کم و در نوع کتری این اختلاف می تواند زیاد باشد

جوشاننده کوره ای(FIRED BOILER) ـ زمانی این نوع جوشاننده به کار می رود که به سیال گرم و مناسبی در کارخانه دسترسی وجود ندارد لذا مایعی که قرار است تبخیر شود مستقیماً در کوره گرم و سپس به برج تفکیک هدایت می شود

تبخیرکننده(VAPORIZER) ـ ساختمان آن از نوع پوسته و لوله می باشد و کل مایع ورودی به مبدل را به بخار تبدیل می کند. نوع عمودی آن برای تأمین گاز سوخت مصرفی کارخانه مورد استفاده قرار می گیرد، یعنی مایع پروپان یا بوتان وارد شده و از طرف دیگر به صورت گاز خارج می شود. نوع افقی آن معمولاً در کارخانه ها به عنوان مبرد(CHILLER) استفاده می شود که در آن از تبخیر پروپان به منظور ایجاد برودت استفاده می شود

نکاتی چند در مورد مبدل های حرارتی

1ـ اگر دو سیال تمیز و پاک و بدون رسوب باشند انتخاب محل جریان آن ها در لوله یا پوسته اشکالی ایجاد نمی کند و تمام انواع مبدل ها در این مورد قابل استفاده اند

2ـ اگر یکی از دو سیال کثیف باشد بهتر است در لوله ها جریان پیدا کند چون امکان تمیزکردن لوله ها بهتر است و در این صورت دسته لوله ها باید از نوع مستقیم باشد. اگر سیال خورنده هم باشد بهتر است در لوله ها جریان یابد چون لوله ها قابل تعویض می باشند

3ـ اگر یکی از دو سیال گازی یا همراه با گاز باشد بهتر است که در پوسته جریان یابد

4ـ اگر نگهداری سرما یا گرمای یکی از دو سیال از نظر اقتصادی مهم باشد بهتر است در لوله ها جریان داشته باشد

5 ـ اگر سرما یا گرمای سیالی که در پوسته جریان دارد زیاد باشد و نیز اگر کنترل درجه حرارت دو سیال مهم باشد در این صورت مبدل حرارتی باید عایق بندی شود

6 ـ اگر یکی از دو سیال آب باشد، درجه حرارت آن نباید از50 تجاوز کند چون در غیراین صورت در داخل مبدل حرارتی تشکیل رسوب خواهد داد

شبیه سازی و طراحی مبدل های حرارتیHtfs

برنامه های HTFS

نرم افزارهای مجموعهHTFS عمدتاً برای طراحی انواع تجهیزات انتقال حرارت به کار می روند. این مجموعه از تعدادی نرم افزار قدرتمند که زمینه های فنی زیر را پوشش می دهند تشکیل شده است

ـ مبدل های حرارتی پوسته و لوله

ـ خنک کننده های هوایی

ـ مبدل های حرارتی صفحه ای

ـ مبدل های حرارتی صفحه ای ـ پره دار

ـ مبدل های حرارتی برای تهویه مطبوع و بازیافت حرارت

ـ مبدل های حرارتی نیروگاهی

ـ کوره ها

نرم افزارهای HTFSبه صورت پیوسته بر طبق نیاز کاربر و آخرین نتایج تحقیقاتی تکمیل و به روز می شوند

نرم افزارهایی که در این مجموعه قرار می گیرند عبارتند از:

TASC، طراحی حرارتی، بررسی عملکرد و شبیه سازی مبدل های پوسته و لوله

نرم افزار توانمند و جامع برای محاسبات مهندسی در خصوص کاربردهای مختلف مبدل های پوسته و لوله است، از جمله در گرمایش و سرمایش بدون تغییر فاز، میعان در کندانسورهای ساده یا همراه با خشکی زدایی (desuperheating)، فراسردسازی(subcooling)، کندانسورهای چندجزئی و پاره ای، جوش آورها، تبخیرکننده های از نوعfalling-film و مبدل های پشت سر هم چند پوسته و چند فازی برای تبادل حرارت میان خوراک و محصولات کاربرد دارد

اتصال این نرم افزار به برنامه شبیه سازHYSYS و تبادل دوطرفه اطلاعات به صورت زنده و فعال، از ویژگی های برجسته آن است

FIHR، شبیه سازی کوره ها با سوخت گاز و مایع

ابزاری توانا برای شبیه سازی انتقال حرارت و افت فشار در کوره هایی است که با سوخت مایع با گاز کار می کنند. از لحاظ هندسی حالت های متنوعی شامل محفظه های استوانه ای یا جعبه ای، تکی یا دوقلو و حاوی لوله های عمودی، افقی یا مرکزی و مجهز به سیستم باز یا گردشی گازهای حاصل از احتراق، همگی قابل شبیه سازی است. از نظر فرآیندی نیز جریان های ورودی تک فاز یا دوفازی با چند گذر قابل قبول هستند. در قسمت کنوکسیونی کوره، امکان نصب 9 دسته لوله به صورت مجزا با لوله های ساده یا پره دار یا شمع دار وجود دارد. این برنامه به شبیه سازها و بانک های اطلاعاتی خواص فیزیکی متصل می شود. خروجیFIHR در قالب استانداردAPI و همراه با نقشه کوره ها است

مرکز پایانامه های دانشجویی ایران