سلام! من به عنوان تأمین کننده مبدل های حرارتی صفحه برقی ، اغلب در مورد چگونگی انتخاب تعداد مناسب صفحات برای این دستگاه های nifty سؤال می کنم. این یک سوال مهم است زیرا به درستی شمارش صفحه می تواند تفاوت زیادی در عملکرد و کارآیی مبدل حرارتی شما ایجاد کند. بنابراین ، بیایید به این موضوع شیرجه بزنیم و قدم به قدم آن را تجزیه کنیم.
درک اصول مبدلهای حرارتی صفحه برقی
اول از همه ، بیایید سریعاً به آنچه مبدل حرارتی صفحه برقی است بپردازیم. این مبدل های حرارتی از یک سری صفحات فلزی راه راه تشکیل شده اند که با هم بریده شده اند. صفحات یک سری کانال ایجاد می کنند که در آن دو مایع (معمولاً یک مایع گرم و سرد) در جهات مخالف جریان می یابند و باعث می شود گرما از مایع گرم به سرما منتقل شود.
راه راه های روی صفحات باعث افزایش سطح موجود برای انتقال حرارت می شود و این باعث می شود که مبدل های حرارتی صفحه بریده شده بسیار کارآمد باشند. آنها همچنین جمع و جور هستند ، به این معنی که آنها در مقایسه با سایر انواع مبدل های حرارتی فضای کمتری را به خود اختصاص می دهند. می توانید در مورد آنها اطلاعات بیشتری کسب کنیدمبدل حرارتی صفحه بریده شدهصفحه
چرا تعداد صفحات مهم است
تعداد صفحات موجود در مبدل حرارتی صفحه برقی به طور مستقیم بر ظرفیت انتقال حرارت و افت فشار آن تأثیر می گذارد. اگر صفحات بسیار کمی دارید ، مبدل حرارتی قادر به انتقال گرمای کافی نخواهد بود و سیستم شما به همان اندازه که باید کار کند کار نمی کند. از طرف دیگر ، اگر صفحات زیادی دارید ، با افت فشار بیشتری به پایان می رسد ، این بدان معنی است که پمپ های شما برای جابجایی مایعات از طریق مبدل حرارتی باید سخت تر کار کنند. این می تواند منجر به افزایش مصرف انرژی و هزینه های عملیاتی شود.
عواملی که باید هنگام انتخاب تعداد صفحات در نظر بگیرید
1. الزامات انتقال حرارت
اولین چیزی که باید در نظر بگیرید این است که چقدر گرما برای انتقال نیاز دارید. این معمولاً در کیلووات (کیلو وات) یا واحدهای حرارتی انگلیس در ساعت (BTU/HR) اندازه گیری می شود. برای تعیین نیازهای انتقال حرارت ، باید میزان جریان ، دمای ورودی و خروجی و ظرفیت های حرارتی خاص مایعات گرم و سرد را بدانید.
بیایید بگوییم که شما از مبدل حرارتی صفحه برقی برای گرم کردن آب برای یک سیستم آب گرم خانگی استفاده می کنید. شما باید بدانید که چقدر می خواهید آب گرم کنید ، دمای شروع آب و دمای نهایی مورد نظر. پس از داشتن این اطلاعات ، می توانید میزان گرما را که باید با استفاده از فرمول زیر منتقل شود محاسبه کنید:
$ q = m \ times c_p \ times \ delta t $
کجا:
- $ q $ نرخ انتقال حرارت (kW یا BTU/HR) است
- $ m $ سرعت جریان جرم مایعات (کیلوگرم در ثانیه یا LB/HR) است
- $ c_p $ ظرفیت گرمای خاص مایع (kJ/kg ° C یا BTU/lb ° F) است
- $ \ delta t $ اختلاف دما بین ورودی و خروجی مایعات (درجه سانتیگراد یا درجه فارنهایت) است
پس از محاسبه میزان انتقال حرارت ، می توانید از آن برای تعیین تعداد صفحات مورد نیاز استفاده کنید. به طور کلی ، هرچه گرمای بیشتری برای انتقال داشته باشید ، صفحات بیشتری به شما نیاز دارند.
2. خصوصیات سیال
خواص مایعات مورد استفاده در مبدل حرارتی نیز در تعیین تعداد صفحات نقش دارد. به عنوان مثال ، مایعات با ویسکوزیته بالاتر ، به صفحات بیشتری نیاز دارند تا به همان میزان انتقال حرارت به عنوان مایعات چسبناک کمتری دست یابند. این امر به این دلیل است که مایعات چسبناک زمان سخت تری را از طریق کانال ها بین صفحات جریان می دهند که می تواند ضریب انتقال حرارت را کاهش دهد.
شما همچنین باید خوردگی مایعات را در نظر بگیرید. اگر از یک مایع خورنده استفاده می کنید ، باید یک مبدل حرارتی بشقاب برقی را انتخاب کنید که از ماده ای تهیه شده است که می تواند در برابر خوردگی مقاومت کند. ما ارائه می دهیممبدلهای حرارتی مقاوم در برابر اسیدکه برای رسیدگی به مایعات خورنده طراحی شده اند.
3. افت فشار
همانطور که قبلاً نیز اشاره کردم ، تعداد صفحات بر افت فشار در مبدل حرارتی تأثیر می گذارد. تعداد بیشتری از صفحات منجر به افت فشار بیشتر می شوند ، به این معنی که پمپ های شما برای جابجایی مایعات از طریق مبدل حرارتی باید سخت تر کار کنند. شما باید تعادل بین ظرفیت انتقال حرارت و افت فشار پیدا کنید.
بیشتر تولید کنندگان منحنی های افت فشار را برای مبدل های حرارتی صفحه برشی خود فراهم می کنند. این منحنی ها رابطه بین سرعت جریان و افت فشار برای تعداد مختلف صفحات را نشان می دهد. شما می توانید از این منحنی ها برای انتخاب تعداد صفحات استفاده کنید که میزان انتقال حرارت مورد نظر را به شما می دهد در حالی که افت فشار را در یک محدوده قابل قبول نگه دارید.
4. محدودیت های فضایی
در بعضی موارد ، شما ممکن است فضای محدودی برای مبدل حرارتی داشته باشید. در این صورت ، شما باید یک مبدل حرارتی صفحه برقی را با تعداد مناسب صفحات انتخاب کنید که می توانند در فضای موجود قرار بگیرند. مبدلهای حرارتی صفحه برقی به دلیل طراحی جمع و جور خود شناخته شده اند ، اما شما هنوز هم باید اطمینان حاصل کنید که فضای کافی برای اتصالات ورودی و خروجی و همچنین دسترسی به تعمیر و نگهداری دارید.
محاسبه تعداد صفحات
هنگامی که تمام عوامل فوق را در نظر گرفتید ، می توانید شروع به محاسبه تعداد صفحات مورد نیاز برای مبدل حرارتی بشقاب برقی خود کنید. چند روش مختلف وجود دارد که می توانید برای انجام این کار استفاده کنید ، اما یکی از متداول ترین روش لگاریتمی میانگین اختلاف دما (LMTD) است.
روش LMTD شامل محاسبه میانگین اختلاف دما لگاریتمی بین مایعات گرم و سرد و همچنین ضریب انتقال حرارت کلی مبدل حرارتی است. پس از داشتن این مقادیر ، می توانید از فرمول زیر برای محاسبه تعداد صفحات استفاده کنید:
$ n = \ frac {q} {u \ times a \ times lmtd} $
کجا:
- $ n $ تعداد صفحات است
- $ q $ نرخ انتقال حرارت (kW یا BTU/HR) است
- $ U $ ضریب انتقال حرارت کلی (kW/m² ° C یا BTU/HR ft² ° F) است
- $ a $ مساحت یک صفحه (m² یا ft²) است
- $ LMTD $ میانگین اختلاف دما لگاریتمی (درجه سانتیگراد یا درجه فارنهایت) است
محاسبه ضریب انتقال حرارت کلی و LMTD می تواند کمی پیچیده باشد ، بنابراین اغلب بهتر است با یک متخصص مبدل حرارتی مشورت کنید یا از یک برنامه نرم افزاری که برای این منظور طراحی شده است استفاده کنید.
ملاحظات دیگر
علاوه بر فاکتورهای ذکر شده در بالا ، چند مورد دیگر نیز وجود دارد که باید هنگام انتخاب تعداد صفحات برای مبدل حرارتی صفحه برقی ، در نظر داشته باشید.
1. گسترش آینده
اگر فکر می کنید ممکن است در آینده ظرفیت انتقال حرارت سیستم خود را افزایش دهید ، ایده خوبی است که با چند صفحه اضافی یک مبدل حرارتی صفحه بریده شده را انتخاب کنید. این به شما انعطاف پذیری می بخشد و به شما امکان می دهد بدون نیاز به تعویض کل مبدل حرارتی ، تنظیماتی را انجام دهید.
2. نگهداری
مبدلهای حرارتی صفحه برقی نسبتاً آسان برای نگهداری هستند ، اما هنوز هم باید مطمئن شوید که می توانید برای تمیز کردن و بازرسی به تمام صفحات دسترسی پیدا کنید. اگر تعداد زیادی بشقاب دارید ، تمیز کردن کامل آنها ممکن است دشوارتر باشد. هنگام انتخاب تعداد صفحات ، الزامات نگهداری را در نظر بگیرید.
پایان
انتخاب تعداد مناسب صفحات برای مبدل حرارتی صفحه برقی ، یک گام مهم در اطمینان از عملکرد کارآمد و قابل اعتماد سیستم شماست. با در نظر گرفتن عواملی مانند الزامات انتقال حرارت ، خصوصیات سیال ، افت فشار و محدودیت های فضا ، می توانید تصمیم آگاهانه بگیرید.
اگر هنوز در مورد تعداد صفحات مورد نیاز برای درخواست خود مطمئن نیستید ، دریغ نکنید که به ما دسترسی پیدا کنید. ما به عنوان یک تامین کننده مبدل حرارتی صفحه ، ما از تخصص و تجربه برخوردار هستیم تا به شما در انتخاب مبدل حرارتی مناسب برای نیازهای خود کمک کنیم. ما نیز ارائه می دهیممبدلهای حرارتی بشقاب واشراگر به دنبال گزینه جایگزین هستید.
امروز با ما تماس بگیرید تا در مورد نیازهای خود صحبت کنید و نقل قول کنید. ما در اینجا هستیم تا به شما در یافتن راه حل مناسب برای نیازهای انتقال حرارت خود کمک کنیم.
منابع
- Incropera ، FP ، DeWitt ، DP ، Bergman ، TL ، & Lavine ، AS (2007). اصول گرما و انتقال انبوه. ویلی
- شاه ، RK ، و Sekulic ، DP (2003). اصول طراحی مبدل حرارتی. ویلی