हीट एक्सचेंजर की परिभाषा

कैंडेला रोशियो बारबिसन
रासायनिक अभियंता

दबाव में कंटेनर जिसमें दो तरल पदार्थों के बीच ऊर्जा का आदान-प्रदान होता है, यानी उच्च तापमान वाले क्षेत्र से कम तापमान वाले क्षेत्र में गर्मी का स्थानांतरण होता है। प्रक्रिया प्रत्यक्ष हो सकती है, अगर दो मीडिया एक दूसरे के संपर्क में हैं, या अप्रत्यक्ष हो सकता है अगर उनके बीच कोई अन्य तरल पदार्थ खड़ा हो।

गर्मी हस्तांतरण की मूल बातें

ऊष्मा के एक माध्यम से दूसरे माध्यम में प्रभावी होने के लिए, एक प्रेरक बल होना चाहिए, इस मामले में, हम दो तरल पदार्थों के बीच तापमान के अंतर को प्रेरक बल कहते हैं। इस अर्थ में, ऊर्जा गर्म क्षेत्र से ठंडे क्षेत्र में स्थानांतरित होती है।

हालांकि यह उम्मीद की जाती है कि सबसे गर्म चरण द्वारा छोड़ी गई सभी गर्मी गर्मी अवशोषित होती है या सबसे ठंडे चरण से प्राप्त होती है, संतुलन प्रत्यक्ष नहीं होता है, गर्मी के नुकसान होते हैं।

गर्मी हस्तांतरण की घटना ऊष्मप्रवैगिकी के शून्य सिद्धांत पर आधारित है, जो तरल पदार्थ के संपर्क में आने के तरीके की व्याख्या करता है वे अपने तापीय संतुलन तक पहुँचते हैं, अपने तापमान को बराबर करते हैं यदि समय और संपर्क का क्षेत्र बिंदु तक पहुँचने के लिए पर्याप्त है संतुलन।

टाइपोलॉजी

जब हम टाइपोलॉजी के बारे में बात करते हैं, तो हम चरणों के बीच संपर्क के प्रकार के आधार पर मौजूद सबसे बड़े विभाजन का उल्लेख करते हैं। जैसा कि हमने ठीक कहा, यदि मीडिया के बीच संपर्क प्रत्यक्ष है, अर्थात कोई अन्य प्रवाह नहीं है तरल पदार्थ के बीच गर्मी हस्तांतरण कि यह ऊर्जा का आदान-प्रदान करने के लिए वांछित है, तो यह इस तरह से प्रतिक्रिया करता है सीधा। कूलिंग टावर इस प्रकार के एक्सचेंज का एक विशिष्ट मामला है, उदाहरण के लिए, ठंडा पानी या टॉवर का पानी इसके माध्यम से प्रवेश करता है ऊपरी भाग और, निचले भाग द्वारा, धारा के विरुद्ध, एक वायु धारा को प्रेरित किया जाता है ताकि ऊष्मा और द्रव्यमान का स्थानांतरण हो अपेक्षित।

दूसरी ओर, जब हम अप्रत्यक्ष एक्सचेंजर्स का उल्लेख करते हैं, तो हम उन उपकरणों के बारे में बात कर रहे हैं जिनके पास है एक मध्यवर्ती गर्मी हस्तांतरण सतह, जैसे कि एक ठोस या अन्य प्रवाहमय। इस मामले में, प्रक्रिया संवहन या चालन के साथ होती है। अधिकांश एक्सचेंजर्स में, बड़े पैमाने पर स्थानांतरण तंत्र हैं: संवहन, जब गर्म द्रव अपनी गर्मी को दीवार में स्थानांतरित करता है एक ट्यूब के आंतरिक और फिर यह इसे बाहरी दीवार से दूसरे तरल पदार्थ के संपर्क में और दूसरी ओर, ट्यूब की दीवार में आंतरिक चालन तक पहुंचाता है।

उन्हें प्रवाह के प्रकार के आधार पर भी वर्गीकृत किया जा सकता है: समानांतर प्रवाह, यदि धाराएँ एक ही दिशा में यात्रा करती हैं, प्रतिधारा, यदि वे विपरीत दिशाओं में यात्रा करते समय ऊष्मा का आदान-प्रदान करते हैं या, जब तरल पदार्थ एक दूसरे से लंबवत उपकरण के माध्यम से यात्रा करते हैं तो प्रवाह को पार करते हैं।

इसी तरह, सिंगल-पास या मल्टी-पास एक्सचेंजर्स होते हैं, यह इस बात पर निर्भर करता है कि द्रव कितनी बार एक्सचेंजर की लंबाई की यात्रा करता है और दूसरे चरण के संपर्क में आता है।

अंत में, इसकी ज्यामिति के आधार पर वर्गीकरण दिया जा सकता है: मोटे तौर पर हम पाते हैं: ट्यूब और शेल हीट एक्सचेंजर्स और प्लेट हीट एक्सचेंजर्स। उनमें से पहले में, इसमें (जैसा कि इसका नाम इंगित करता है) आवरण या आवरण और सिर होते हैं जो ट्यूबों के बंडल को अंदर रखते हैं। ट्यूबों के माध्यम से एक निश्चित द्रव प्रसारित होता है जो तरल पदार्थ के साथ गर्मी का आदान-प्रदान करता है जो आवरण के माध्यम से फैलता है, इसे भरता है। द्रव एक चरण से गुजर सकता है या यह एक से अधिक चरणों से गुजर सकता है। इस मामले में, इसकी निर्माण लागत अधिक है; हालाँकि, वे उच्च दबावों पर काम कर सकते हैं और आवश्यक संपर्क क्षेत्र के आधार पर डिज़ाइन किए गए हैं गर्मी हस्तांतरण के लिए, इसलिए इसका आकार आवश्यकताओं के अनुसार भिन्न हो सकता है प्रक्रिया। रखरखाव सरल है, हालांकि ट्यूबों को साफ करना थोड़ा मुश्किल हो सकता है, यह किया जा सकता है रासायनिक या यांत्रिक रूप से और कुछ के निरीक्षण के लिए ट्यूब होल्डर प्लेट को हटाना संभव है वे।

प्लेट हीट एक्सचेंजर्स के मामले में, वे कई प्लेटों से बने होते हैं, जो बीच-बीच में उनमें से प्रत्येक के माध्यम से अलग-अलग विनिमय तरल पदार्थ प्रसारित करते हैं। प्लेटों के बीच हवा होती है। जैसा कि अपेक्षित था, प्लेटों का क्षेत्र एक ट्यूब के क्षेत्र से बहुत बड़ा होता है, इसलिए विनिमय क्षमता बहुत बढ़ जाती है। जबकि ट्यूब बंडल उच्च दबावों पर काम करते हैं, प्लेट हीट एक्सचेंजर्स 25 बार से अधिक के दबावों तक सीमित नहीं होते हैं। वे आम तौर पर खाद्य उद्योग में उपयोग किए जाते हैं, जहां अत्यधिक स्वच्छता देखभाल की आवश्यकता होती है, क्योंकि उनकी संरचना के कारण उन्हें साफ करना और अवसादन को रोकना आसान होता है।