طراحی مبدل حرارتی لوله و پوسته در واحد شربت سازی کارخانه شکر به منظور بهبود راندمان و کاهش مصرف انرژی با نرم افزار HTRI

مبدل های حرارتی یکی از پرکاربردترین تجهیزات در صنایع نفت، پتروشیمی، نیروگاهی و صنایع غذایی می باشد. طراحی مناسب از نظر فنی و اقتصادی از اهمیت بالایی برخوردار است که به دو صورت دستی و استفاده از نرم افزار انجام می گردد. طراحی به روش دستی علاوه بر صرف زمان زیاد جهت محاسبات فنی و اقتصادی به حدس های اولیه زیادی نیاز دارد. طراحی با نرم افزار با علاوه بر صرفه جویی در زمان به دلیل دقت بالا در محاسبات امکان خطا کاهش می یابد، از جمله این نرم افزار ها می توان به HTRI اشاره کرد. موضوع مورد بررسی در این مقاله طراحی یک مبدل حرارتی پوسته و لوله از نظر اقتصادی (وزن نهایی مبدل حرارتی) و افت فشار سیال سرد و گرم، جهت خنک نمودن آب افزوده مرطوب سازی در کارخانه تولید شکر می باشد. سیال گرم به کار رفته در قسمت پوسته، آب گرم و سیال سرد به کار رفته در قسمت لوله، شربت نیشکر می باشد. هدف از طرح مذکور کاهش دمای آب گرم از 90 الی 95 درجه تا دمای 60 الی 65 می باشد. آب گرم با دبی 80 تا 110 مترمکعب بر ساعت وارد مبدل شده و شربت با دمای 25 تا 30 درجه سانتی گراد و دبی 400 تا 550 مترمکعب بر ساعت وارد لوله ها می شود. به منظور انجام محاسبات برای مبدل پوسته و لوله از نوع AES مطابق استاندارد TEMA و با استفاده از نرم افزار HTRI برای مبدل های تک گذر، دو گذر، چهار گذر و شش گذر مورد بررسی قرار گرفت که طرح بهینه از نظر اقتصادی و افت فشار سیال یک مبدل چهار گذر با قطر داخلی پوسته 685.8 میلیمتر است، تعداد کل لوله های به کار رفته 82 عدد، قطر لوله 44.45 و طول آن 4267 میلیمتر، گام 55.56 میلیمتر با چیدمان 60 درجه انتخاب گردید.

Keywords:

طراحی مبدل , مبدل حرارتی , مبدل پوسته و لوله , نرم افزار HTRI