در صنایع و کارگاه های بزرگ باید از تجهیزاتی برای تغییر دمای مایعات استفاده کرد. این تغییر دما را می توان با خنک کردن یا حتی گرم کردن مایع اولیه به کمک آب خنک کننده انجام داد. در این حالت آب اول توسط دیواره ای از آب دوم جدا می شود که وظیفه آن تغییر دما است تا این دو با هم مخلوط نشوند. تمام مبدل های حرارتی که از جریان آب برای تغییر دما استفاده می کنند باید از مواد مقاوم در برابر دمای بالا برای سیال ثانویه استفاده کنند. بهترین مواد برای این کار روغن، آب یا بخار است. این سیالات به عنوان سیال ثانویه در بسیاری از مبدل های حرارتی استفاده می شوند.
مبدل های حرارتی در انواع و مدل های کاری مختلف ساخته می شوند که هر کدام ویژگی ها و ویژگی های خاص خود را دارند. مهم ترین انواع این مبدل ها عبارتند از:
مبدل حرارتی دو لوله
مبدل حرارتی چند لوله ای یا پوسته و لوله.
مبدل حرارتی دو لوله
در مبدل حرارتی دو لوله ای از دو لوله متحدالمرکز استفاده می شود. قطر لوله داخلی کوچکتر از قطر لوله بیرونی است و آب پایه اغلب به داخل آن می ریزد. این لوله ها به دو روش ساخت زیر تولید می شوند.
مبدل حرارتی دو لوله با یک لوله در وسط.
مبدل حرارتی دو لوله با لوله داخلی بالدار: در این حالت از لوله داخلی برای افزایش نرخ تبادل حرارت استفاده می شود. در این حالت می توان بال ها را تیز کرد. گاهی اوقات باله یا تیغه با جوش، لحیم کاری یا حتی اتصال مکانیکی به لوله داخلی متصل می شود.
شکل ساختاری مبدل حرارتی دو لوله ای نباید از سیالات مرطوب یا تجمعی استفاده کند. زیرا تجمع مایع در داخل لوله به تدریج مسیر جریان را مسدود می کند. تعمیر لوله مسدود شده در مبدل حرارتی دو لوله بسیار دشوار و پرهزینه است.
مبدل حرارتی دو لوله
مبدل های حرارتی دو خاموش که برای مناطق کوچک طراحی شده اند. هر گونه سریال سازی این مبدل ها برای بهبود منطقه کاری می تواند منجر به افت فشار در آنها شود و استفاده از تجهیزات افزایش فشار اضافی در طول مسیر را ضروری می کند که بسیار گران خواهد بود.
این لوله های متحدالمرکز توسط دریچه های مکانیکی از یکدیگر جدا می شوند تا سیالات اصلی و مبرد داخل آن با هم مخلوط نشوند. در لوله های متحدالمرکز یک مبدل حرارتی دو لوله ای، سیال اولیه اغلب به داخل لوله داخلی و سیال ثانویه یا مبرد در خارج از لوله داخلی و به فضای حلقوی اطراف آن جریان می یابد.
مبدل حرارتی دو لوله
بخاری پوسته ای و لوله ای نوع دیگری از بخاری است که برای افزایش سرعت انتقال حرارت طراحی شده است. در طراحی مبدل های حرارتی چندین لوله در پوسته قرار می گیرد. در این حالت، لوله داخل حاوی سیال اصلی است و سوراخ پوسته نیز محلی برای تخلیه مایع خنک کننده است. رفتار انتقال حرارت در این لوله ها برای حجم زیادی از منابع آب مناسب است.
در مبدل های حرارتی، لوله داخلی و لوله بیرونی توسط دریچه های مکانیکی از هم جدا می شوند. در این حالت می توان دو نوع جریان حرکتی را برای سیال اصلی در مقابل سیال مبرد طراحی کرد به شرح زیر:
پاسخ ها