مبدل حرارتی

مبدل حرارتی چیست و نحوه کار آن چگونه است؟

انواع مبدل حرارتی

در پاسخ به این سوال که مبدل حرارتی چیست، به سادگی می توان گفت که مبدل حرارتی وسیله ای است که در نتیجه اختلاف دمایی که بین دو سیال ایجاد می شود، گرما را از یک سیال چه به صورت گاز باشد یا مایع به سیال دیگر منتقل می کند.

به عنوان مثال، یک مبدل روغن، گرما را از روغن داغ به آب یا هوا منتقل می کند، یا مبدل استخر شنا، گرما را از آب داغ بویلر به آب استخر (بدون تماس مستقیم سیال ها) منتقل می کند.

از مهم ترین و پرکاربردترین مبدل های حرارتی می توان به نوع پوسته و لوله، نوع هوا خنک و نوع صفحه ای اشاره کرد.

عملکرد مبدل های حرارتی پوسته ای و لوله ای به چه صورت است؟

نحوه عملکرد مبدل حرارتی

عملکرد مبدل حرارتی پوسته و لوله به این صورت است که یک سیال از میان گروهی از لوله ها که همگی به ورودی و خروجی یکسانی متصل هستند می گذرد و سیال دیگر با دمای یکسان به طور متفاوتی در داخل محفظه اطراف جریان می یابد.

به این ترتیب گرما از سیال گرم به سیال سرد، از طریق دیواره های لوله ها (به دلیل اختلاف دما بین دو سیال) منتقل می شود.

در این صورت انتقال حرارت بین دو سیال بدون تماس مستقیم خواهد بود.

 این نوع مبدل در صنایع مختلف و برای سیالات مختلف کاربرد های فراوانی دارد.

شکل بالا نمای دو بعدی و سه بعدی مبدل حرارتی پوسته و لوله را به همراه اجزای اصلی آن نشان می دهد.

همانطور که می بینید یکی از سیالات سرد یا گرم وارد یک مجموعه یا ردیف لوله شده و به انتهای مبدل رفته و با چرخش 180 درجه وارد ردیف دیگری از لوله ها می شود.

در همان زمان، مایع دیگری با دمای متفاوت، از کانال وارد بدنه می شود و شروع به حرکت در اطراف لوله ها می کند.

موانعی به نام بافل در مسیر حرکت سیال درون پوسته قرار می گیرند تا حرکت آشفته ای را به سیال درون پوسته بدهند تا گرمای بیشتری بین دو سیال منتقل شود.

 قسمت بالایی و پایینی لوله ها توسط قطعه ای به نام صفحه لوله در کنار هم قرار می گیرد که علاوه بر نگه داشتن لوله ها، عمل آب بندی را نیز انجام می دهد تا این دو سیال با یکدیگر تماس فیزیکی نداشته باشند.

از جمله ویژگی های این نوع مبدل ها تحمل فشار و دمای بالا است. ساختار آن ها به گونه ای طراحی شده که باعث کاربرد فراوان آنان در صنعت شده است، به طوری که این مبدل از همه مبدل های دیگر مفیدتر است.

نعریف مبدل حرارتی پوسته و لوله

نحوه عملکرد

مبدل حرارتی صفحه ای به این صورت عمل می کند که صفحات نازک زیادی پشت سر هم قرار گرفته و بین آنها فاصله ایجاد می شود (صفحه ها نزدیک به هم هستند).

یک لوله جریان سیال گرم و یک لوله جریان سیال سرد، در قسمت میانی به صفحات متصل می شود.

به این ترتیب سطح تبادل حرارت افزایش می یابد و تبادل حرارت بین سیالات از طریق دیواره صفحات انجام می شود.

این مبدل‌ها مانند نوع پوسته ای و لوله ای توانایی تحمل دما و فشار بالا را ندارند، اما از آنجایی که سطوح تبادل حرارتی زیادی در داخل دارند، همچنین ابعاد کوچک‌تر و فشرده تری دارند باعث شده که برای استفاده در صنعت مزایای زیادی داشته باشند.

مبدل خنک شده با هوا چگونه کار می کند؟

تصویر همه مبدل های حرارتی

رادیاتور خودرو نمونه کاملی از مبدل حرارتی هوا خنک است. همانطور که اطلاع دارید آب گرم در داخل رادیاتور جریان دارد که توسط هوای دمیده شده توسط فن خنک می شود.

 روش کار مبدل حرارتی خنک شده به این صورت است که هوا با سرعت بالا از اطراف لوله های پره دار عبور می کند و سیالی که در لوله ها جریان دارد گرمایش را به هوای محیط می دهد. علت استفاده از پره ها در اطراف لوله ها، افزایش سطح انتقال حرارت است.

مجموعه لوله ها و پره ها در امتداد، کویل (نوع V) نامیده می شود.

این مبدل ها در سه نوع V شکل، افقی و عمودی طراحی و ساخته می شوند که عملکرد همه آنها مشابه است.

انواع مبدل حرارتی

  1. مبدل حرارتی هواخنک
  2. مبدل های حرارتی صفحه ای و لوله ای
  3. مبدل های اسپیرال

مبدل حرارتی هوا خنک

مبدل حرارتی هوا خنک یک دستگاه است که برای انتقال حرارت از یک محیط به هوا از آن استفاده می شود. این نوع مبدل حرارتی اغلب در سیستم های خنک کننده استفاده می شود، به طوری که حرارت تولید شده توسط یک منبع، مانند موتور یا تجهیزات الکترونیکی، توسط هوا خنک شده و به محیط پیرامون منتقل می شود.

مبدل حرارتی هوا خنک ممکن است از چندین طرح مختلف برخوردار باشد، اما عموماً شامل لوله هایی است که ماده حاکم بر حرارت را در بر می گیرند و هوا بین این لوله ها عبور می کند. حرارت محیط توسط هوا جذب می شود و هوا سپس به صورت هوای گرم به فضا تخلیه می شود.

این نوع مبدل حرارتی به دلیل ساختار ساده، در برخی از کاربرد های صنعتی و خانگی مورد استفاده قرار می گیرد. برای مثال، در خنک کردن موتورهای خودروها، برج های خنک کننده نیروگاه ها و تجهیزات الکترونیکی پرقدرت، مبدل های حرارتی هوا خنک استفاده می شوند.

سارائیل
آپارات اینستاگرام
Copyright © 2013 - 2024 Sarayel.com