مواد ساخت: فولاد SMO, A316 ، تيتانيوم، تيتانيوم و پالاديوم، Hastelloy ، نيكل.
محدوديت دمايي: 50- تا 300
محدوديت فشاري: تا 40 بار
اين نوع مبدلهاي حرارتي ميتوانند جريانهايي با دبي تا 800 را شامل شوند.
كاربردها: موارد داخل ساحلي شامل سرمايش گازهاي هيدروكربني، كندانس كردن و نفت خام، واحدهاي سودسوزآور، صنايع پتروشيمي، واحدهاي تصفيه روغن نباتي، تبريد، نيروگاههاي حرارتي به منظور پيشگرمايش آب خوراك، گرمايش مستقيم.
محدوديت دمايي: 50- تا 300
محدوديت فشاري: تا 40 بار
اين نوع مبدلهاي حرارتي ميتوانند جريانهايي با دبي تا 800 را شامل شوند.
كاربردها: موارد داخل ساحلي شامل سرمايش گازهاي هيدروكربني، كندانس كردن و نفت خام، واحدهاي سودسوزآور، صنايع پتروشيمي، واحدهاي تصفيه روغن نباتي، تبريد، نيروگاههاي حرارتي به منظور پيشگرمايش آب خوراك، گرمايش مستقيم.
مبدلهاي حرارتي صفحهاي فيندار
اين نوع مبدلهاي حرارتي از تعدادي صفحه تشكيل شده است كه بين آنها انواع فين قرار ميگيرد و كل مجموعه به يكديگر Braze ميشود. از فينها به منظور افزايش نرخ انتقال حرارت و نيز به عنوان تكيهگاه استفاده ميشود. تعداد زيادي از انواع فينها سبب افزايش درجه آزادي طراحي در اين نوع مبدلهاي حرارتي شده است.
اين نوع مبدلهاي حرارتي از تعدادي صفحه تشكيل شده است كه بين آنها انواع فين قرار ميگيرد و كل مجموعه به يكديگر Braze ميشود. از فينها به منظور افزايش نرخ انتقال حرارت و نيز به عنوان تكيهگاه استفاده ميشود. تعداد زيادي از انواع فينها سبب افزايش درجه آزادي طراحي در اين نوع مبدلهاي حرارتي شده است.
ويژگيهاي اين نوع مبدلهاي حرارتي عبارت است از :
1- تراكمپذيري (نسبت سطح انتقال به حجم بسيار بالا) به طور نوعي بين 850 تا 1000 مترمربع بر مترمكعب.
2- ميتوان از آنها به عنوان مبدل چندجرياني استفاده نمود.
3- ميتوان انواع آرايشهاي جرياني موازي و متقاطع و تلفيقي از آنها را مورد استفاده قرار داد.
4- دستيابي به بسيار پايين ( 1 تا 30 درجه سانتيگراد)
5- وزن پايين
1- تراكمپذيري (نسبت سطح انتقال به حجم بسيار بالا) به طور نوعي بين 850 تا 1000 مترمربع بر مترمكعب.
2- ميتوان از آنها به عنوان مبدل چندجرياني استفاده نمود.
3- ميتوان انواع آرايشهاي جرياني موازي و متقاطع و تلفيقي از آنها را مورد استفاده قرار داد.
4- دستيابي به بسيار پايين ( 1 تا 30 درجه سانتيگراد)
5- وزن پايين
دو نوع متداول اين نوع مبدلهاي حرارتي شامل Braze و اتصال ديفيوژن ميباشد.
مبدلهاي حرارتي صفحهاي فيندار Braze
تكنولوژيهاي ويژه: كورههاي جوش فوق پيشرفته، توزيعكنندههاي جريان نماي كلي يك مبدل حرارتي صفحهاي فيندار در شكل زیر نشان داده شده است.
تكنولوژيهاي ويژه: كورههاي جوش فوق پيشرفته، توزيعكنندههاي جريان نماي كلي يك مبدل حرارتي صفحهاي فيندار در شكل زیر نشان داده شده است.
محدوديت دمايي: 270- تا 200 براي Braze آلومينيوم
تا 650 براي فولاد ضدزنگ
تا 55 براي تيتانيوم
محدوديت فشاري: آلومينيوم تا 120 بار، فولاد ضدزنگ تا 50 بار
ساير محدوديتها:
1- تمام سيالات بايد خشك و تميز باشند.
2- سيالات نبايد نسبت به آلومينيوم خورنده باشد.
تا 650 براي فولاد ضدزنگ
تا 55 براي تيتانيوم
محدوديت فشاري: آلومينيوم تا 120 بار، فولاد ضدزنگ تا 50 بار
ساير محدوديتها:
1- تمام سيالات بايد خشك و تميز باشند.
2- سيالات نبايد نسبت به آلومينيوم خورنده باشد.
مبدل¬های حرارتی صفحهای- فین¬دار از دسته¬ای از صفحات تشکیل شده¬اند که در فاصله مشخصی از یکدیگر چیده شده و بین این صفحه¬ها فین¬ قرار داده میشود. صفحات معمولاً به صورت Brazing و یا در برخی اوقات با استفاده از جوش دیفیوژن با مواد مناسب به یکدیگر متصل می¬گردند. نمای کلی یک مبدل حرارتی صفحه¬ ای فین¬دار در شکل زیر نشان داده شده است. انعطاف پذیری بالای این نوع مبدلهای حرارتی سبب شده است تا بتوان از این نوع مبدلهای حرارتی هم به صورت دوجریانی و هم به صورت چندجریانی در صنایع مختلف به خصوص صنایع نفت و پتروشیمی، سرمایش عمیق، نیروگاهی، هوافضا و غیره استفاده نمود. این نوع مبدلهای حرارتی دارای ضریب تراکم بسیار بالا – تا حدود 5000 متر مربع بر متر مکعب - می¬باشد. دستیابی به های بسیار پایین، توانایی انتقال حرارت تا حدود 12 جریان و وزن پایین به ازای واحد انتقال حرارت از ویژگی های این نوع مبدلهای حرارتی است. همچنین این نوع مبدلهای حرارتی قابلیت استفاده در انواع آرایشهای جریان شامل موازی (همسو و ناهمسو) و متعامد را نیز دارد. محدودیتهای فشاری و دمایی مهمترین محدودیت های استفاده از این نوع مبدلهای حرارتی بوده و همچنین به دلیل دشوار بودن تمیزکاری، سیالاتی که در این نوع مبدلهای حرارتی مورد استفاده قرار می گیرد می بایست تمیز باشند.
از فین¬ها در این نوع مبدلهای حرارتی هم به عنوان سطوح ثانویه به منظور افزایش نرخ انتقال حرارت و هم به عنوان پایه نگهدارنده (تکیه¬گاه) مکانیکی استفاده می¬گردد. انواع مختلفی از فین¬ها این امکان را برای طراح فراهم می¬آورد که بتواند با در نظرگرفتن معیارهای مختلف نظیر هزینه، وزن، ضریب اثر مبدل، افت فشار و غیره به بهینه¬سازی این نوع مبدل¬ها بپردازد. در ادامه ابتدا به دلیل اهمیت فراوان نوع فین¬ها و هندسه آنها در طراحی مبدل¬های حرارتی صفحهای- فین¬دار توضیح مختصری در مورد انواع فین¬ها ارایه خواهد گردید.
متداول¬ترین فین¬هایی که در مبدل¬های حرارتی صفحه¬ای- فین¬دار مورد استفاده قرار می¬گیرد شامل فین¬های ساده، فین¬های کنگره¬ای، فین¬های نواری، فین¬های موجی و فین¬های سوراخدارمیباشد. هر یک از این فین ها دارای ویژگی ها، مزایا و معایبی می باشد که ذکر آنها از حوصله این بحث خارج است و می توان با مراجعه به مراجع مرتبط با جزییات بیشتری آنها را مورد مطالعه قرار داد. شکل زیر یک نمای کلی از فینهای متداول در طراحی و ساخت مبدلهای حرارتی صفحهای-فیندار را نشان میدهد.
الف) مستطیلی، ب) نواری، ج) کنگرهای، د) موجی، ه) سوراخدار
يكي از منابع بسيار موثق و معتبر در مورد ويژگي فينها كه برمبناي دادههاي آزمايشگاهي بهدست آورده شده، مرجع کیز و لندن میباشد. گرچه بيش از سه دهه از ارايه اين مرجع ميگذرد، کماکان منبع موثق و قابل استناد بسياري از مقالات علمي میباشد. با این وجود تلاشهاي زيادي نیز توسط محققان مختلف به منظور پيشبيني عددي ضرايب انتقال حرارت و اصطكاك در این نوع سطوح ثانويه انجام گرفته است كه در اغلب موارد سازگاري مناسبي با دادههاي آزمايشگاهي ندارد. همچنين روابط اصلاح شده زيادي نيز برمبناي همين دادههاي آزمايشگاهي توسط محققين ارائه شده است كه كاربرد زيادي در صنابع مختلف به خصوص آن هايي كه داراي حساسيت بالايي نيستند، دارد. براي كاربردهاي حساس که نياز به دقت بسيار بالايي دارد بهتر است از آزمايشهاي مستقيم به منظور بهدست آوردن ضرايب انتقال حرارت و اصطكاك مربوط به فينها استفاده نمود.
مبدلهاي حرارتي صفحهاي-فيندار اتصال ديفيوژن
تفاوت اين نوع با نوع قبلي در نوع ساخت آن ميباشد. نماي كلي اين نوع مبدل حرارتي در شكل زیر آورده شده است.
تفاوت اين نوع با نوع قبلي در نوع ساخت آن ميباشد. نماي كلي اين نوع مبدل حرارتي در شكل زیر آورده شده است.
مبدل حرارتي حلزوني (مارپيچي)
دماي كلي اين نوع مبدلهاي حرارتي در شكل زیر نشان داده شده است. نحوه ساخت اين نوع مبدلهاي حرارتي در شكل نشان داده شده است.
دماي كلي اين نوع مبدلهاي حرارتي در شكل زیر نشان داده شده است. نحوه ساخت اين نوع مبدلهاي حرارتي در شكل نشان داده شده است.