تقسیم بندی مبدل‌ها
مبدل ها را میتوان از جهات گوناگون تقسیم بندی کرد. ابتدا عناوین این تقسیم بندی ذکر میگردد و سپس در مورد هرکدام توضیحاتی ارائه میشود.
تقسیم بندی بر اساس خصوصیات سیال هایی که در مبدل ها جریان دارد
این تقسیم بندي بر اساس سیال فرایندي مبدل شکل گرفته است. البته تفاوت بین ضرایب انتقال حرارت گازها و مایعات در تعیین شکل مبدل نقش موثري دارد.
مایع/ مایع
در این نوع مبدل هاي حرارتی هر دو سیال مایع هستند و مکانیزم انتقال حرارت براي هردو، انتقال حرارت اجباري است. انتقال حرارت در این مبدل ها به علت بالا بودن ضریب انتقال حرارت مایعات بالاست.
گاز/ مایع
در این مبدل ها یک سیال مایع و سیال دیگر گاز است. معمولاً براي خنک نمودن سیال گرم توسط هوا استفاده میشود. جریان مایع با سرعت کافی داخل لوله پمپ میشود که این موجب بالا بودن ضریب انتقال حرارت طرف لوله ها میشود. هوا به صورت متقاطع بر روي لوله ها جریان مییابد. جریان هوا میتواند به صورت جابجایی اجباري یا آزاد باشد.
گاز/گاز
معمولاً کمتر اتفاق میافتد که در مبدل ها هر دو سیال گاز باشند مگر اینکه یکی از گازها در فشار بالا باشد. گاز فشار بالا که دانسیته آن بیشتر است در داخل لوله ها جریان مییابد. البته ضریب انتقال حرارت در این موارد خیلی کوچک است و براي انتقال حرارت مناسب باید تدابیري اندیشید که در مباحث بعد در این مـورد بحث میشود.
کندانسورها
در این مبدل هاي حرارتی جریان بخار یک سیال توسط مایع(مـثلاً آب) و یا جریان گاز(مـثلاً هـوا) خنک و کندانس میشود. گاهی اوقات بخار خارج لوله است مثل کندانسورهاي نیروگاه هاي حرارتی و گاهی اوقـات بخار داخل لوله است مثل کندانسورهاي فریون
تقسیم بندی بر اساس شکل ساختمانی
تقسیم بندي مهم دیگري براي مبدل ها وجود دارد که بر اساس شکل ساختمانی آنها میباشد. اهمیت این نوع تقسیم بندي از آنجا مشخص میشود که در صنعت از مبدل ها با توجه به همین نوع تقسیم بندي از روي شکلشان یاد میشود.
مبدل های لوله ای(Tubular Heat Exchanger)
این گونه از مبدل ها از دو لوله هم محور تشکیل شده اند. یکی از سیال ها در داخل لوله میانی و در امتداد طـول آن جریان مییابد و سیال دیگر در داخل حلقه بین دو لوله جریان خواهد یافت. سایر اجزاء ساختمانی این مبدل ها عبارتند از : زانوي برگشت – سر برگشت – اتصالات Tبراي ورودي و خروجی سیال ها
هنگامی که اختلاف انبساط حرارتی بین لوله خارجی و داخلی وجود دارد در کاربرد نوع اتصالات می‌باید دقت کافی شود تا تنش حرارتی مینیمم گردد.
مبدل هاي لوله اي را میتوان بر اساس شکل تقسیم بندي نمود:
موارد کاربرد و مزایای مبدل های لوله ای
هنگامی که ضریب انتقال حرارت سیال داخل لوله نسبت به خارج آن بزرگتر از ۲:۱ باشد، مـثلاً داخل لوله مایعات کم لزج مثل آب با ضریب انتقال حرارت بالا باشد و خارج آن از مایعات لزج استفاده شود معمولاً بجاي استفاده از مبدل هاي پوسته و لوله از مبدل هاي لوله اي استفاده میشود. البته در این موارد از پره با طول بلند که باعث افزایش سطح میشود، در خارج لوله استفاده میشود. همچنین اگر سرویس هاي فشار بالا مورد نیاز باشد، مبدل هاي لوله اي ترجیحاً استفاده میشود. در سرویس هاي کوچک نیز از این مبدل ها استفاده میشود.
مزایای مبدل های لوله ای
استفاده و کاربرد زیادي که مبدل هاي لوله اي دارند به خاطر مزایاي زیر میباشد:
این سیستم ها داراي انعطاف پذیري زیادي هستند. در طول هاي مختلف و از انواع لوله هاي مختلف و از مواد مختلف ساخته میشوند و خیلی سریع از سوار کردن قطعات استاندارد پیشساخته آمـاده میگردند. با انتخاب صحیح اتصالات به آسانی میتوان قطعات آن را پیاده نمود تا درون و بیرون لوله ها تمیز شوند. محاسبات طراحی آنها به صورت دقیق و خوبی تدوین شده است. توزیع و پخش سیال را میتوان در واحدهاي مختلف کنترل نمود. این کار با انتخاب پمپ هاي جداگانه براي هر سري مبدل امکان پذیر است.
معایب مبدل های لوله ای
از معایب عمده این مبدل ها میتوان موارد زیر را نام برد:
۱-براي بار حرارتی بزرگ، سیستم مبدل هاي دولوله اي حجم زیادي را اشغال میکنند.
۲-قیمت آنها براي واحد سطح انتقال حرارت نسبتاً زیاد است.
تهیه کننده: محمد بهزادی
