,

مبدل حرارتی صفحه ای

مبدل حرارتی دستگاهی است كه به منظور انتقال حرارت بین دو سیال استفاده می شود و كاربرد فراوانی در صنایع تاسیسات ، نفت و پتروشیمی دارد. تقریبا هیچ صنعتی را نمی توان یافت كه از یكی از انواع مبدل های حرارتی استفاده نكند. مبدل حرارتی به چندین نوع تقسیم بندی می شود كه مبدل حرارتی صفحه ای یكی از آنها می باشد.

مبدل حرارتی صفحه ای دارای مزایای بسیاری نسبت به دیگر انواع مبدل حرارتی می باشد كه عبارتند از:

– راندمان بالاتر مبدل حرارتی صفحه ای بخاطر نازك بودن صفحات ، كم بودن قطر شیار ها و ایجاد جریان گردابی و در نتیجه بالاتر رفتن ضریب انتقال حرارت.
– داشتن انتقال حرارت مناسب مبدل حرارتی صفحه ای حتی در كمترین اختلاف دمای بین ورودی سیال گرم و خروجی سیال سرد به اندازه یك تا دو درجه سانتیگراد، به دلیل نازک بودن صفحات و رژیم مناسب جریان.
– دارا بودن بالاترین نسبت سطح به حجم یا وزن که موجب كوچكتر بودن مبدل حرارتی صفحه ای نسبت به دیگر انواع مبدل حرارتی تا چندین برابر و در نتیجه سبك تر بودن آن شده که نصب و جانمایی آسان تری را نیز در پی دارد.
– امكان افزایش راندمان یا افزایش ظرفیت حرارتی در مبدل حرارتی صفحه ای واشر دار بخاطر قابلیت افزایش یا كاهش تعداد صفحات و در نتیجه افزایش و کاهش دبی سیالات و یا كم و زیاد كردن اختلاف دمای بین ورودی و خروجی دو سیال.

-عدم نشتی و اختلاط دو سیال با یکدیگر در مبدل حرارتی صفحه ای بدلیل دوبل بودن واشر های جدا کننده سیالات در کانکشن ها و وجود درز به بیرون در گپ ایجاد شده و مشاهده سیال خروجی از درز در صورت خرابی یکی از دو قسمت واشرها.
– آسان بودن خدمات سرویس ، نشتی یابی ، تعمیرات ، تعویض صفحات و رسوب زدایی در مبدل صفحه ای واشر دار.
-كم بودن حجم درگیر سیال در مبدل صفحه ای بخاطر نازك بودن قطر شیارهای داخل آن و در نتیجه كم شدن اختلاف وزن مبدل خالی و مبدل در حال كار.
-بالا بودن توربولنسی سیال در میان شیارها به ویژه برای صفحات با عمق پرس کم و كاربرد زیاد این نوع صفحات مبدل در انتقال حرارت سیالات با ویسکوزیته پایین.
– وجود انواع صفحات با عمق پرس بیشتر و کانالهای بزرگتر(جریان آزاد) برای سیالات با ویسکوزیته های بالا.

بطور كلی یك مبدل حرارتی صفحه ای متشكل از اجزاء زیر می باشد:

– دو صفحه ضخیم فلزی بنام فریم یا صفحه فشار كه در ابتدای مبدل (ثابت) و انتهای دستگاه (متحرك) بعنوان نگهدارنده صفحات استفاده می شود.
– تعدادی صفحه نازك شیار دار كه معمولا از جنس SS304 یا SS316 است و سیالات در لابلای شیارهای آن حركت نموده و نقش فلز واسط انتقال حرارت و جدا کننده بین دو سیال را دارد.
– واشر بین صفحات كه نقش آب بندی بین دو سیال در مبدل صفحه ای را بر عهده دارد.
– اتصالات ورودی و خروجی سیالات كه سایز آنها بر حسب دبی سیال مشخص می شود.
– پیچ و مهره های نگهدارنده كه صفحات و واشرها را بهم متصل و سفت كرده و باعث آب بندی آنها می شود.
– میله نگهدارنده پایینی كه در حقیقت صفحه های مبدل را روی یك مسیر صاف و پشت سرهم نگه می دارد و پروفیل نگهدارنده بالایی كه علاوه بر این نقش بعنوان وسیله ای برای جابجایی صفحات مورد استفاده قرار می گیرد.

انتقال حرارت در مبدل صفحه ای به اینصورت است كه دو سیال از ورودی های دستگاه وارد شده و بخاطر اینكه واشر بین صفحات در قسمتهای اتصال كانال ورودی یكی در میان باز و بسته است، سیال نیز بصورت یكی در میان در لابه لای صفحات مبدل حرارتی صفحه ای وارد شده و بین شیارهای آنها حركت می کند. همچنین ورودی و خروجی ها به گونه ای انتخاب می شوند که دو سیالی كه در دو سمت این صفحات هستند بصورت جریان ناهمسو حركت كنند كه این امر باعث افزایش میانگین اختلاف دمای سیال سرد و گرم شده و گرادیان دمایی مناسبتر و یکنواخت تری را در تمام سطوح مبدل ایجاد کرده و راندمان حرارتی مبدل صفحه ای را افزایش خواهد داد.

بعلت استفاده از جنس استنلس استیل در مبدل صفحه ای خوردگی در آنها وجود ندارد مگر در سیالات خاص و برای مثال اسیدهای قوی که در اینصورت از فلزات و آلیاژهای دیگری نظیر 276c- ، هستلوی و یا تیتانیوم استفاده می شود. بنابراین می توان آنها را نازك طراحی نمود که سبب افزایش راندمان حرارتی مبدل صفحه ای می شود.
چنانچه گفته شد، از دلایل بالا بودن انتقال حرارت در مبدل حرارتی صفحه ای شیار دار بودن این صفحات و تاثیر آن بر رژیم جریان است. کم بودن قطر این شیارها و افزایش توربولنسی سبب کاهش ضخامت لایه مرزی آرام و مقاوم در برابر انتقال حرارت می شود که خود سبب افزایش چشمگیر ضریب انتقال حرارت در مقایسه با سایر مبدلها می شود.

آب بندی صفحات مبدل نیز معمولا به سه طریق زیر می باشد:

1- مبدل حرارتی صفحه ای بریز (غیر قابل بازشو) كه برای سیالات تمیز و با رسوب كم برای فشار و دمای کاری بالا كاربرد دارد. در این نوع مبدل صفحه ای، خطوط آب بندی صفحات بوسیله پر شدن از فلز با جنس مس، نیكل یا آلمینیوم و ذوب آنها با قرار گرفتن در کوره و عملیات حرارتی مخصوص بهم متصل می شود و یك مبدل یكپارچه بوجود می آید.
2- مبدل حرارتی صفحه ای  جوشی (غیر قابل بازشو)برای سیالات سمی و یا شرایط خاص با رسوب كم و یا با فشار كاری خیلی بالا كه لبه خارجی این صفحات با فلز متجانس بهم جوش و آب بند می شوند.
3- مبدل حرارتی صفحه ای از نوع واشر دار با فشار كاری تا 25 بار و دمای 200 درجه سانتیگراد كه این نوع مبدل صفحه ای دارای قابلیت بازشوندگی و رسوب زدایی آسان است.بنابراین استفاده از آنها برای سیالاتی كه ضریب رسوب بالاتری دارند یا املاح داخل آنها بیشتر از سیالات دیگر است، توصیه می شود. جهت اتصال صفحات این نوع مبدل صفحه ای از واشر های مخصوص لاستیکی جهت آب بندی و جهت دهی جریان ما بین صفحات استفاده می شود. برای فشردن و آب بندی این صفحات از تعدادی پیچ استفاده می شود كه فریمها و صفحات را بهم محكم می كند.

نحوه توزیع جریان میان این صفحات نیز به دو طریق یک طرفه و قطری می باشد.در طراحی های گذشته به دلیل ایجاد توزیع بهتر و یکنواخت سیال از حرکت قطری استفاده میشد ولی در طراحی های جدیدتر این مهم از طریق طراحی مناسب شیارها در قسمت فوقانی و تحتانی صفحه انجام شده و دیگر نیازی به صفحه های قطری که ضرورت وجود دو نوع پرس متفاوت را ایجاد می کنند، نخواهد بود.

جزئیات
دارای راندمان بسيار بالا

دارای حجم كمتر نسبت به ساير مبدلها

مقاوم به خوردگي

مقاوم به رسوب

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *