مرحبًا يا من هناك! كمورد لالمبادل القذيع والمبادل الحراري، لقد كنت أتعامل مع هذه الأشياء يومًا بعد يوم. أحد الأسئلة الأكثر شيوعًا التي أحصل عليها من العملاء هو كيفية اختيار عامل التصحيح المناسب لفرق درجة الحرارة المتوسط اللوغاريتمي (LMTD) في المبادل الحراري والمبادل الحراري. لذلك ، اعتقدت أنني سأشارك بعض الأفكار حول هذا الموضوع.
أولاً ، دعنا نتحدث عن ما هو اختلاف درجة حرارة لوغاريتمي. في المبادل الحراري ، يتغير فرق درجة الحرارة بين السوائل الساخنة والباردة على طول مبادل. يعد LMTD وسيلة لحساب هذا الفرق المتغير في درجة الحرارة ويعطينا فرقًا في درجة الحرارة التمثيلية التي يمكننا استخدامها في حسابات نقل الحرارة لدينا. إنها معلمة حاسمة لأنها تساعدنا على تحديد مقدار الحرارة التي يمكن نقلها بين السوائل.
الآن ، في مبادل حراري مثالي للمكافحة ، يكون حساب LMTD واضحًا ومباشرًا. ولكن في القذيفة والمبادل الحراري ، تصبح الأمور أكثر تعقيدًا. تحتوي مبادلات الصدفة والحرارة على نمط تدفق أكثر تعقيدًا مقارنةً بالمبادلات الحرارية المزدوجة البسيطة مثلمبادل حراري مزدوج للأنابيب لتنقية الماءأومبادل حراري مزدوج للأنابيب لمضخة حرارة مصدر الماء. التدفق في الصدفة والمبادل الحراري عبارة عن مزيج من التدفق المتقاطع والتدفق المضاد ، مما يعني أننا بحاجة إلى تطبيق عامل تصحيح على LMTD المحسوب لمبادل تدفق مضاد.
إن عامل التصحيح ، الذي يُشار إليه عادةً على أنه F ، هو قيمة بين 0 و 1. إنه يمثل انحراف نمط التدفق الفعلي في الصدفة والمبادل الحراري من نمط التدفق المثالي. تشير قيمة F بالقرب من 1 إلى أن نمط التدفق في الصدفة والمبادل الحراري قريب من التدفق المضاد ، ونقل الحرارة فعال. من ناحية أخرى ، تعني القيمة المنخفضة لـ F أن نمط التدفق بعيدًا عن التدفق المضاد ، ويتم تقليل كفاءة نقل الحرارة.
لذا ، كيف نختار عامل التصحيح المناسب؟ حسنًا ، يعتمد الأمر بشكل أساسي على معلمتين رئيسيتين: نسبة درجة الحرارة (R) ونسبة معدل سعة الحرارة (P).
يتم تعريف نسبة درجة الحرارة R على أنها نسبة تغير درجة حرارة السائل البارد إلى تغير درجة حرارة السائل الساخن. من الناحية الرياضية ، (r = \ frac {t_ {h1} -t_ {h2}} {t_ {c2} -t_ {c1}}) ، حيث (t_ {h1}) و (t_ {h2}) هي درجات حرارة المداخن والمخرج للسوائل الساخنة ، و (t_} درجات حرارة مدخل ومنفذ السائل البارد.
يتم إعطاء نسبة معدل سعة الحرارة p بواسطة (p = \ frac {t_ {c2} -t_ {c1}} {t_ {h1} -t_ {c1}}).
بمجرد حساب قيم R و P ، يمكننا استخدام مخططات عامل التصحيح للعثور على القيمة المناسبة لـ F. تتوفر هذه المخططات في معظم الكتب المدرسية في نقل الحرارة وكتيبات الهندسة. يتم رسمها مع R على المحور X - P على المحور Y ، ويتم تمثيل عامل التصحيح F بخطوط كفاف.
على سبيل المثال ، إذا كان لديك مبادل حراري - و -أنبوب مع تمريرة واحدة من القشرة واثنين من تمريرات الأنبوب ، فسوف تستخدم مجموعة محددة من مخططات عامل التصحيح لهذا التكوين. أرقام مختلفة من تمريرات الصدفة ومرور الأنبوب لها مخططات مختلفة عامل تصحيح لأن أنماط التدفق تتغير مع هذه التكوينات.
من المهم أيضًا ملاحظة أنه عند اختيار عامل التصحيح ، يجب أن نهدف إلى قيمة F التي تزيد عن 0.75. إذا كانت F المحسوبة أقل من 0.75 ، فقد تكون علامة على أن تصميم القشرة والبادل الحراري غير فعال. في مثل هذه الحالات ، قد نحتاج إلى التفكير في تغيير عدد تمريرات الصدفة أو تمريرات الأنبوب ، أو حتى نوع المبادل الحراري تمامًا.
عامل آخر يجب مراعاته عند اختيار عامل التصحيح هو عامل القاذورات. يحدث التقلب عندما تتراكم الودائع على أسطح نقل الحرارة في المبادل الحراري بمرور الوقت. هذا يقلل من كفاءة نقل الحرارة ويمكن أن يؤثر أيضًا على نمط التدفق. إذا كنت تتوقع تلوثًا كبيرًا في التطبيق الخاص بك ، فقد تحتاج إلى ضبط عامل التصحيح قليلاً لحساب أداء نقل الحرارة المنخفض.
عند التعامل مع السوائل غير النيوتونية في الصدفة والمبادل الحراري ، تصبح الأمور أكثر تعقيدًا. السوائل غير النيوتونية لها لزوجة تتغير مع معدل القص ، والتي يمكن أن تؤثر على نمط التدفق ونقل الحرارة. في هذه الحالات ، قد تكون هناك حاجة إلى تقنيات النمذجة الأكثر تقدمًا لتحديد عامل التصحيح بدقة.
في التطبيقات العالمية الحقيقية ، رأيت العديد من العملاء يرتكبون أخطاء عند اختيار عامل التصحيح. يتجاهل البعض أهمية استخدام المخططات الصحيحة لتكوين قذيفة وأنبوب محددة. لا يفسر الآخرون القاذورات أو خصائص السوائل المعنية. يمكن أن يؤدي ذلك إلى حسابات نقل الحرارة غير الدقيقة ، وفي النهاية تصميم مبادل حراري غير فعال.
كمورد Shell and Heat المبادل ، أوصي دائمًا بالعمل عن كثب مع مهندس متمرس عند اختيار عامل التصحيح. يمكن أن يساعدك المهندس في حساب نسب معدل درجة الحرارة وسعة الحرارة بدقة ، واختيار مخططات عامل التصحيح الصحيحة ، وحساب جميع العوامل التي يمكن أن تؤثر على نقل الحرارة في التطبيق الخاص بك.
إذا كنت في السوق للحصول على قذيفة عالية الجودة ومبادل حراري أو تحتاج إلى مزيد من التوجيه بشأن اختيار عامل التصحيح المناسب لتطبيقك المحدد ، فلا تتردد في التواصل. نحن هنا لمساعدتك في اتخاذ الخيارات الصحيحة والتأكد من أن المبادل الحراري يعمل بكفاءة. سواء كنت تعمل على مشروع تنقية المياه أو نظام مضخة الحرارة مصدر المياه ، لدينا الخبرة والمنتجات لتلبية احتياجاتك.
لذلك ، إذا كنت مهتمًا بمناقشة متطلبات مبادل الحرارة الخاص بك ، فنحن مجرد رسالة بعيدًا. دعنا نتجاهد ونرى كيف يمكننا العمل معًا للحصول على أفضل أداء من المبادل الحراري الخاص بك.
مراجع
- Guntropera ، FP ، & Dewitt ، DP (2002). أساسيات الحرارة ونقل الكتلة. جون وايلي وأولاده.
- هولمان ، JP (2002). نقل الحرارة. ماكجرو - هيل.