بررسی مبدل حرارتی لوله پوسته و تکنولوژی های بهبود انتقال حرارت

مبدل حرارتی دستگاهی است که برای انتقال حرارت مؤثر بین دو سیال (گاز یا مایع) استفاده می گردد. در مبدل های حرارتی معمولاً دو سیال بدون تماس جرمی با یکدیگر تبادل حرارت می کنند. سیال سردتر در تماس با سیال گرم انرژی حرارتی گرفته و دمای آن بالا می رود و در عوض سیال گرمتر با از دست دادن حرارت، سرد می شود. این تبادل بر اساس اصول ابتدایی انتقال حرارت یعنی رسانش گرمایی و همرفت قابل توصیف است. از رایج ترین مبدل های حرارتی رادیاتورخودرو و رادیاتور شوفاژ است. مبدل های حرارتی انواع مختلفی دارند که یکی از متداول ترین و پر کار برد ترین آن در صنایع مختلف از جمله صنایع شیمیایی، مبدل حرارتی لوله پوسته ای می باشد. این مبدل از یک پوسته ی استوانه ای شکل و تعدادی لوله درون آن تشکیل شده است. آریش لوله ها دراین نوع مبدل به دو صورت مثلثی و مربعی می باشد. لوله ها به صورت انبساط لوله در داخل سوراخ های شیار دار، اتصال با استفاده از پیچ های مغزی و جوش لوله و صفحه لوله گیر به صفحات لوله گیر متصل شده اند. جهت حرکت سیال در این مبدل ها به دو صورت همسو و ناهمسو می باشد. سیالات مورد نیاز این مبدل از نوع مایع- مایع و گاز- مایع وگاز- گاز می باشد. چنانچه سیال گاز باشد، برای افزایش ضریب انتقال از پره های متصل بر لوله بهره گرفته می شود. در مقاله سعی شده است تا ضمن معرفی هرچه دقیق تر جزئیات مبدل حرارتی لوله- پوسته، تکنولوژی های بهبود انتقال حرارت در مبدل حرارتی لوله پوسته همچون تکنولوژی HTE و نانو سیال مورد بحث و بررسی قرار گیرد زیرا که بدون استفاده از این تکنولوژی ها، هزینه های بالای نگهداری، تعمیر و استفاده از این نوع مبدل های پر کاربرد در صنعت دیگر توجیه اقتصادی و زمانی ندارد. همچنین به بررسی مزایا و معایب استفاده از این مبدل ها پرداخته خواهد شد و بیان خواهد شد که از جمله مزایای مبدل لوله پوسته ای این است که طراحی مکانیکی مناسبی دارد و به راحتی تجهیز می شود و طراحی آن تثبیت شده است. در این مقاله مبانی طراحی مبدل های لوله پوسته ای مورد بررسی قرار می گیرد و پارامترهائی چون ، ، ، ، ، معرفی می گردند.

Keywords:

آرایش مثلثی , آرایش مربعی , تکنولوژی HTE , صفحه لوله گیر , مبدل لوله پوسته ای , نانو سیال