,

مبدل حرارتی صفحه ای

مبدل حرارتی صفحه ای

مبدل حرارتی چیست؟

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 دستگاهی است که انتقال حرارت در آن از طریق تعدادی صفحات فلزی شیاردار انجام می شود و نسبت به انواع دیگر مبدل حرارتی، دارای حجم کمتر و راندمان بالاتری می باشد.

مزایای مبدل حرارتی صفحه ای :

– بدلیل ضخامت کم صفحات این مبدل و همچنین شیارهایی با قطر کم جهت عبور سیال و بوجود آمدن جریان مغشوش و گردابی ، ضرایب انتقال حرارت آن بالاتر از انواع دیگر مبدلها می باشد.
– استفاده از این نوع مبدل بدلیل ساختار خاص داخلی آن و نازک بودن صفحات آن در مواردی که اختلاف دمای بین سیال گرم و سرد کم می باشد بسیار مناسب می باشد.
– مبدلهای صفحه ای نسبت به سطح حرارتی خود دارای وزن و حجم کمی هستند . بنابراین نسبت به دیگر انواع مبدل حرارتی کوچکتر و دارای راندمان بالاتر خواهند بود که این امر به نصب آسانتر و جانمایی بهتر آن کمک می نماید.
– در مبدل صفحه ای واشردار  امکان کاهش یا افزایش تعداد صفحات وجود دارد . بنابراین با کاهش یا افزایش دما یا دبی در مبدل می توانیم به راحتی تغییراتی در تعداد صفحات آن دهیم تا توان مبدل و سایر مشخصات مکانیکی تغییر کند.

بخاطر دوبله بودن واشرها در قسمت ورودی و خروجی سیال به مبدل ، امکان نشتی بین دو سیال از بین می رود و در صورت نشتی هر یک از آنها ، سیال فقط به بیرون مبدل نشت کرده و قابل مشاهده است .
-بدلیل آنکه این نوع مبدلها به راحتی از  طریق چند پیچ باز می شوند ، تعمیرات و عوض کردن صفحات آن و اسید شویی و رسوبگیری از آن به راحتی انجام می شود.
– بخاطر کوچک بودن شیارهای صفحات، حجم بسیار کمی از سیال در مبدل حرارتی گردش می نماید . بنابراین وزن پر و خالی مبدل اختلاف زیادی نخواهد داشت که این امر به انتخاب استراکچر محل نصب کمک شایانی می نماید.
-در مبدلهای صفحه ای می توان بر حسب ویسکوزیته سیال به راحتی صفحه مخصوص به آنها را انتخاب نمود . صفحات با شیارهای عمق کم برای سیالات با ویسکوزیته کم و صفحات با شیار های عمیق برای سیالات با ویسکوزیته بالا کاربرد دارند.

 

اجزاء تشکیل دهنده مبدل صفحه ای:

اجزای مبدل صفحه ای

– فریم : دو صفحه بزرگ و ضخیم فلزی هستند که در ابتدا و انتهای مبدل نصب شده و صفحات انتقال حرارت بین آندو قرار می گیرند. فریم ابتدای مبدل حرارتی صفحه ای بصورت ثابت (Fixed Cover) و فریم انتهای مبدل بصورت متحرک می باشد(Movable Cover) .
– پلیت ها (Plate Pack): تعدادی صفحه نازک فلزی هستند که عمدتا از جنس استنلس استیل 304  و 316 ساخته می شوند . این صفحات دارای شیارهای نازکی هستند که سیال داخل آنها حرکت می کند و در حقیقت بعنوان فلز واسط باعث انتقال حرارت بین دو سیال در مبدل می شوند.
–  واشر ها (Gasket):که برای آب بندی دو سیال در مبدل حرارتی صفحه ای استفاده می شوند و از جنسهای مختلف و مقاوم به دما و خوردگی ساخته می شوند .
– نازل ها (Nozzle) : تعدادی نازل ورودی و خروجی دو سیال می باشند و در انواع مختلف فلنجی یا رزوه ای برروی فریم میدل صفحه ای نصب می شوند.
– تعدادی پیچ و مهره (Stud Bolt) که نقش آنها سفت کردن همه فریمها و صفحات و واشرها بهم می باشد تا امکان نشتی را در مبدل حرارتی صفحه ای از بین برده و مبدل یکپارچه گردد.
– یکعدد میله در پایین مبدل (Guide Bar) : که تمام پلیت ها را در یک مسیر و بصورت صاف و پشت سرهم نگه می دارد.

– یکعدد ناودانی یا پروفیل در بالای مبدل (Carryng Bar) : که مانند میله فوق عمل کرده و علاوه بر آن بعنوان یک نگهدارنده برای جابجایی پلیت ها مورد استفاده قرار می گیرد.

 

مبدل صفحه ای چگونه کار می کند؟

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.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.

در این فیلم می توانید با مبدل حرارتی صفحه ای و نحوه کار آن آشنا شوید (اینجا کلیک کنید)

پلیت مبدل صفحه ای

 

انواع توزیع جریان در مبدل حرارتی صفحه ای:

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.

جریان در مبدل صفحه ای

انواع مبدل حرارتی صفحه ای:

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.

 

جنس مبدل صفحه ای:

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.

جزئیات

دارای راندمان بسيار بالا

دارای حجم كمتر نسبت به ساير مبدلها

مقاوم به خوردگی

مقاوم به رسوب

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

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

دیدگاهتان را بنویسید

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