دسته بندی مبدلهای حرارتی

دسته بندی مبدلهای حرارتی

دسته بندی مبدل های حرارتی
مبدل‌ های حرارتی را می‌توان بر اساس معیارهای مختلفی دسته‌بندی کرد:
بر اساس پیوستگی جریان
ری‌کوپراتورها (recuperators): معمول‌ترین مبدل‌های حرارتی از نوع ری‌کوپراتور هستند. در ری‌کوپراتورها، جریان هر دو سیال به صورت هم‌زمان حضور دارند و انتقال حرارت به صورت پیوسته انجام می‌شود.

دسته بندی مبدلهای حرارتی

ری‌ژنراتورها (regenerators): در ری‌ژنراتورها، جریان دو سیال به صورت نوبتی انجام می‌شود. زمانی که سیال گرم از مبدل حرارتی عبور می‌کند، دمای دیواره مبدل بالا می‌رود و انتقال حرارت از سیال گرم به مبدل حرارتی انجام می‌شود. پس از آن جریان گرم قطع و جریان سرد وصل می‌شود. در این زمان انتقال حرارت از دیواره مبدل حرارتی به سیال سرد انجام می‌شود.

همچنین ببینید : تحقیق درباره مبدل های حرارتی

بر اساس فرآیند انتقال
تماس مستقیم (direct contact): در مبدل‌های حرارتی تماس مستقیم، دو یا چند جریان سیال با یک‌دیگر تماس مستقیم پیدا می‌کنند. در این شرایط، انتقال حرارت همراه با انتقال جرم انجام می‌شود که می‌تواند به صورت تقطیر یا تبخیر باشد.
تماس غیر مستقیم (indirect contact): در مبدل‌های حرارتی تماس غیر مستقیم یا مبدل‌های حرارتی سطحی (surface heat exchangers) بین دو جریان سیال یک دیواره که معمولا از جنس فلز است قرار می‌گیرد.

بر اساس سطح مشترک دو سیال
تیوب‌ها: یک سیال از درون لوله یا تیوب و سیال دیگر از خارج آن حرکت می‌کند و انتقال حرارت از دیواره لوله انجام می‌شود.
صفحه‌ها: صفحه‌ها (plates) می‌توانند به صورتی در کنار هم قرار بگیرند که مسیری برای جریان سیال ایجاد کنند.
سطوح گسترش یافته: برای افزایش سطح انتقال حرارت و در نتیجه افزایش میزان انتقال حرارت از سطوح گسترش یافته (extended surfaces)‌ یا فین‌ها (fins) استفاده می‌شود.
تماس مستقیم: تماس مستقیم دو سیال ممکن است به صورت فیلم (films)، اسپری (sprays) و یا ترکیبی از این دو باشد.

بر اساس مکانیزم‌های انتقال حرارت
تک فاز: در زمانی که تغییر فاز در مبدل حرارتی نداشته باشیم، انتقال حرارت باعث تغییر در دمای دو جریان می‌شود.
دو فاز: در بویلرها، کندانسورها، اواپراتورها، خشک کن‌ها و برخی دیگر از مبدل‌های حرارتی، تغییر فاز انجام می‌شود که این کار باعث ثابت ماندن دما در سمتی می‌شود که انتقال حرارت انجام می‌شود. البته در این شرایط ممکن است تغییر فاز و تغییر دما به صورت هم‌زمان انجام شوند.

بر اساس آرایش جریان
جریان موازی (parallel-flow): دو سیال از یک انتهای مبدل حرارتی وارد آن می‌شوند و به موازات یک‌دیگر به سمت دیگر آن می‌روند.
جریان متقابل (counter-flow): دو سیال از دو انتهای مخالف مبدل حرارتی وارد می‌شوند. جریان متقابل کاراترین طراحی مبدل‌های حرارتی است که به دلیل این اختلاف دمای میانگین بیش‌تر در طول مبدل، می‌تواند بیش‌ترین حرارت را از یک محیط منتقل کند.
جریان متقاطع (cross-flow): دو سیال در مبدل حرارتی به صورت تقریبی به صورت عمود بر یک‌دیگر حرکت می‌کنند.
جریان متقاطع متقابل (cross counter flow): یک سیال چند بار از میان جریان یک سیال دیگر می‌گذرد.
پوسته و لوله‌ای چند پاسه (multi-pass shell and tube): می‌توان ویژگی‌های جریان موازی و جریان متقابل را در یک مبدل حرارتی در کنار هم قرار داد که در این حالت تیوب‌ها درون یک پوسته یک یا چند بار رفت و برگشت می‌کنند که باعث می‌شود با استفاده از هدرهای تقسیم‌کننده مناسب، همان اثر لوله‌های مستقیم به دست آید.

انواع مبدل حرارتی

در شکل زیر درخت خانوادگی مبدل‌های حرارتی نشان داده شده است.

اجزای مبدل حرارتی

دسته بندی مبدلهای حرارتی
5 از 1 رای


اولین نفر باشید

نظر شما