სითბოს გადამცვლელის განმარტება

კანდელა როციო ბარბისანი
ქიმიური ინჟინერი

კონტეინერი წნევის ქვეშ, რომელშიც ხდება ენერგიის გაცვლა ორ სითხეს შორის, ანუ სითბოს გადატანა მაღალი ტემპერატურის ზონიდან დაბალი ტემპერატურის ზონაში. პროცესი შეიძლება იყოს პირდაპირი, თუ ორი მედია კონტაქტშია ერთმანეთთან, ან არაპირდაპირი, თუ მათ შორის სხვა სითხე დგას.

სითბოს გადაცემის საფუძვლები

იმისათვის, რომ სითბოს გადაცემა ერთი საშუალოდან მეორეზე ეფექტური იყოს, უნდა არსებობდეს მამოძრავებელი ძალა, ამ შემთხვევაში, ჩვენ ვუწოდებთ ორ სითხეს შორის ტემპერატურულ განსხვავებას მამოძრავებელ ძალას. ამ თვალსაზრისით, ენერგია უფრო ცხელი ზონიდან ცივ ზონაში გადადის.

მიუხედავად იმისა, რომ მოსალოდნელია, რომ ყველაზე ცხელი ფაზის მიერ დათმობილი სითბო შეიწოვება ან მოიპოვება ყველაზე ცივი ფაზაში, ბალანსი პირდაპირი არ არის, არის სითბოს დანაკარგები.

სითბოს გადაცემის ფენომენი ემყარება თერმოდინამიკის ნულოვანი პრინციპს, რომელიც ხსნის სითხეების კონტაქტს. ისინი აღწევენ თავიანთ თერმულ წონასწორობას, ატოლებენ მათ ტემპერატურას, თუ დრო და კონტაქტის ფართობი საკმარისია იმისთვის, რომ მიაღწიოს წერტილს. ბალანსი.

ტიპოლოგიები

როდესაც ვსაუბრობთ ტიპოლოგიაზე, ჩვენ ვგულისხმობთ უდიდეს განყოფილებას, რომელიც არსებობს ფაზებს შორის კონტაქტის ტიპის მიხედვით. როგორც კარგად ვთქვით, თუ მედიას შორის კონტაქტი პირდაპირია, ანუ სხვა ნაკადი არ არის სითბოს გადაცემა სითხეებს შორის, რომლითაც სასურველია ენერგიის გაცვლა, შემდეგ ის რეაგირებს ისე სწორი. გამაგრილებელი კოშკები ამ ტიპის გაცვლის ტიპიური შემთხვევაა, რადგან, მაგალითად, გამაგრილებელი წყალი ან კოშკის წყალი შემოდის ზედა ნაწილი და, ქვედა ნაწილი, დენის საწინააღმდეგოდ, ჰაერის დენი გამოწვეულია ისე, რომ ხდება სითბოს და მასის გადაცემა. მოსალოდნელია.

მეორეს მხრივ, როდესაც ვგულისხმობთ არაპირდაპირ გადამცვლელებს, ჩვენ ვსაუბრობთ აღჭურვილობაზე, რომელსაც აქვს შუალედური სითბოს გადაცემის ზედაპირი, როგორიცაა მყარი ან თუნდაც სხვა თავისუფალი. ამ შემთხვევაში, პროცესი ხდება კონვექციით ან გამტარობით. გადამცვლელების უმეტესობაში მასის გადაცემის მექანიზმები შემდეგია: კონვექციით, როდესაც ცხელი სითხე თავის სითბოს გადასცემს კედელს. მილის შიდა და შემდეგ ეს გადასცემს მას გარე კედლიდან კონტაქტში მყოფ სხვა სითხეზე და, მეორე მხრივ, შიდა გამტარობა მილის კედელში.

ისინი ასევე შეიძლება კლასიფიცირდეს ნაკადის ტიპის მიხედვით: პარალელური ნაკადი, თუ დენები ერთი და იგივე მიმართულებით მოძრაობენ, კონტრდენი, თუ ისინი გაცვლიან სითბოს საპირისპირო მიმართულებით მოგზაურობისას ან, ჯვარედინი ნაკადი, როდესაც სითხეები გადაადგილდებიან მოწყობილობებში ერთმანეთთან პერპენდიკულარულად.

ანალოგიურად, არსებობს ერთჯერადი ან მრავალპასიანი გადამცვლელები, რაც დამოკიდებულია იმაზე, თუ რამდენჯერ გადის სითხე გადამცვლელის სიგრძეზე და შედის კონტაქტში სხვა ფაზასთან.

დაბოლოს, კლასიფიკაცია შეიძლება მივიღოთ მისი გეომეტრიის მიხედვით: დაახლოებით ვხვდებით: მილისა და გარსის სითბოს გადამცვლელები და ფირფიტების სითბოს გადამცვლელები. პირველ მათგანში იგი შედგება (როგორც მისი სახელიც მიუთითებს) გარსაცმისგან ან გარსაცმისგან და თავებისგან, რომლებიც შიგნით ატარებენ მილების შეკვრას. მილების მეშვეობით ცირკულირებს გარკვეული სითხე, რომელიც ცვლის სითბოს სითხესთან, რომელიც ცირკულირებს გარსაცმში, ადიდებს მას. სითხემ შეიძლება გაიაროს ერთი ნაბიჯი ან შეიძლება გაიაროს ერთზე მეტი. ამ შემთხვევაში მისი მშენებლობის ღირებულება მაღალია; თუმცა, მათ შეუძლიათ მუშაობდნენ მაღალი წნევით და შექმნილია საჭირო კონტაქტის არეზე დაყრდნობით სითბოს გადაცემისთვის, ამიტომ მისი ზომა შეიძლება განსხვავდებოდეს საჭიროებების მიხედვით პროცესი. მოვლა მარტივია, თუმცა მილების გაწმენდა შეიძლება გარკვეულწილად რთული იყოს, ეს შეიძლება გაკეთდეს ქიმიურად ან მექანიკურად და შესაძლებელია მილის დამჭერის ფირფიტის ამოღება ზოგიერთი ნაწილის ჩაკეტვის შესამოწმებლად მათ.

ფირფიტის სითბოს გადამცვლელების შემთხვევაში, ისინი შედგება რამდენიმე ფირფიტისაგან, რომლებიც გადანაწილებული, ავრცელებენ თითოეულ მათგანში სხვადასხვა გაცვლის სითხეებს. თეფშებს შორის არის ჰაერი. როგორც მოსალოდნელი იყო, ფირფიტების ფართობი გაცილებით დიდია, ვიდრე მილის ფართობი, ამიტომ გაცვლის მოცულობა მნიშვნელოვნად გაიზარდა. მიუხედავად იმისა, რომ მილის შეკვრა მუშაობს მაღალ წნევაზე, ფირფიტა სითბოს გადამცვლელები შემოიფარგლება 25 ბარზე მეტი წნევით. ისინი ძირითადად გამოიყენება კვების მრეწველობაში, სადაც საჭიროა ექსტრემალური ჰიგიენის დაცვა, რადგან მათი სტრუქტურის გამო ისინი უფრო ადვილია გაწმენდა და დალექვის თავიდან ასაცილებლად.