مقدمه
تجهیزات مورد استفاده در انتقال حرارت با توجه به عملی که در فرایند انجام می دهند تعریف می گردند.مبدلهای حرارتی
حرارت را بین دو جریان از فرایند بازیابی می کنند.بخار آب و آب سرد به عنوان سرویسهای جنبی مورد استفاده قرار می
گیرند ولی آنها را نظیر جریانهای قابل بازیابی در فرایند مورد بررسی قرار نمی دهند .
گرمکن برای گرم کردن سیالات در فرایند به کار برده می شود و غالبا از بخار آب به عنوان سیال گرم کننده استفاده به
عمل می اید.با این حال در پالایشگاههای نفت از روغن داغ جاری در سیکل حرارتی جهت گرمایش استفاده می کنند و
برای سرد کردن سیالات از سرد کن استفاده می شود و آب سرد به عنوان ماده واسط سرما یش عمل عمل می کند چگالنده
نیز نوعی سرد کن است ولی هدف از به کار گیری آن گرفتن حرارت محسوس سیا ل می باشد منظور از به کار بردن
ریبویلر تامین حرارت لازم در فرایند تقطیر به عنوان حرارت نهان است.تغلیظ کننده تبخیری وسیله ایست که برای غلیظ
کردن محلول ها با تبخیر آب آنها مورد استفاده قرار می گیرد و اگر سیال دیگری نیز همراه با آب تبخیر شود اصطلاح
تبخیر کننده به کار برده می شود
فهرست
مقدمه ........................................................................................................................ 1
Heat Exchangers مبدل های حرارتی
انواع مبدل های حرارتی بر اساس آرایش جریان .................................................................... 2
مبدلهای حرارتی جریان موازی ...................................................................................... 2
مبدل های حرارتی جریان مخالف .................................................................................. 3
انواع مبدل های حرارتی بر اساس نوع ساختمان و نحوه عملکرد :................................................ 4
heat exchangerً Double tube مبدل حرارتی دو لوله ای
اتصالات مبدل دو لوله ای ................................................................................................ 5
heat exchangerً hellflow splral ( مبدل های حرارتی لوله مارپیچ
heat exchanger)ً shell & tubeً ( مبدل های حرارتی لوله _ پوسته
مبدل های حرارتی صفحه ای ........................................................ plate heat exchanger
مبدل حرارتی صفحه و شاسی .........................................plate & farme heat exchanger
مبدل های حرارتی پره دار ............................................................................................... 8
flat plate exchanger مبدل حرارتی صفحه پره
لوله های مبدل حرارتی ................................................................................................... 8
پوسته ها .................................................................................................................... 9
بررسی انواع مبدلهای پوسته و لوله .................................................................................. 10
مبدلهای دارای صفحه ثابت نگهدارنده لوله ها ..................................................................... 12
مبدلهای دارای صفحه ثابت نگهدارنده با مجاری یکپارچه ....................................................... 13
1 با صفحه ثابت نگهدارنده لوله مبدل 2
مبدلهای دارای دسته لوله های قابل برداشت ....................................................................... 14
1با در پوش شناور آب بندی شده ........................................................................ 16 - مبدل 2
شکل U مبدلهای با خم
مبدل هایی که در آنها از آب استفاده می شوند .................................................................... 18
اصول طراحی مبدل های حرارتی .................................................................................... 19
-1 تعیین مشخصات فرآیند و طراحی .............................................................................. 21
الف- مشخصات مسئله ................................................................................................ 22
ب- مشخصات مبدل حرارتی ....................................................................................... 22
-2 طراحی حرارتی و هیدرولیکی ................................................................................... 23
طراحی حرارتی ......................................................................................................... 23
طراحی هیدرولیکی ..................................................................................................... 24
الف- مسائل مربوط به طراحی حرارتی مبدل حرارتی ........................................................... 24
مسئله دسته بندی ....................................................................................................... 24
ب- روش های اساسی طراحی حرارتی و هیدرولیکی ........................................................... 25
ج- مشخصات اساسی سطح......................................................................................... 25
د- مشخصات هندسی سطح .......................................................................................... 25
و- راه حل مسائل طراحی حرارتی و هیدرولیکی ................................................................. 26
-3 طراحی مکانیکی ................................................................................................... 26
-4 ملاحظات مربوط به تولید و تخمین هزینه ها ................................................................ 28
الف- ملاحظات تولید و ساخت ..................................................................................... 28
ب- برآورد هزینه ...................................................................................................... 28
-5 فاکتورهای لازم برای سبک و سنگین کردن ................................................................. 29
-6 طراحی بهینه ....................................................................................................... 29
-7 سایر ملاحظات..................................................................................................... 29
شبیه سازی و طراحی مبدل های حرارتی HTFS نرم افزار
بررسی ارتعاش ناشی از جریان....................................................................................... 33
شبیه سازی و طراحی مبدلهای حرارتی هواخنک ..................................................... 34 ،ACOL
طراحی ................................................................................................................... 35
کاربرد در فرآیند ........................................................................................................ 35
www.Prozhe.com
مشخصات فنی و توانایی .............................................................................................. 35
انواع کاربرد.............................................................................................................. 35
انواع لوله ها ............................................................................................................. 35
35 ........................................................................................................ High fin انواع
انواع کلگی .............................................................................................................. 36
تعداد گذر ............................................................................................................... 36
اندازه دسته لوله ......................................................................................................... 36
نوع جریان هوا .......................................................................................................... 36
طرف جریان فرآیندی .................................................................................................. 36
تقویت انتقال حرارت در طرف لوله ها ............................................................................. 36
جریان متقاطع
خواص فیزیکی ......................................................................................................... 36
بانکهای داده داخلی .................................................................................................... 36
واسطه های مخصوص................................................................................................. 36
جرم گیری ............................................................................................................... 36
نتایج خروجی ........................................................................................................... 37
شبیه سازی خطوط لوله ............................................................................. 37 ، PIPESYS
امکانات و توانایی ها ................................................................................................... 38
PIPESYS نمونه هایی از کاربرد در عمل .
Aspen B-jac نرم افزار
Aspen Hetran آشنایی با نرم افزار
در حالت طراحی .................................................................... 41 Hetran نحوه کار نرم افزار
بهینه سازی قطر پوسته ................................................................................................. 42
بهینه سازی فاصله بافل ها ............................................................................................ 42
بهینه سازی تعداد بافل ها ............................................................................................. 42
بهینه سازی طول لوله .................................................................................................. 42
بهینه سازی تعداد گذرهای لوله ...................................................................................... 43
www.Prozhe.com
بهینه سازی تعداد لوله ها .............................................................................................. 43
بهینه سازی مبدل های سری .......................................................................................... 43
بهینه سازی مبدل های موازی ........................................................................................ 44
محاسبات نازل .......................................................................................................... 44
کمترین سرعت سیال .................................................................................................. 44
بیشترین سرعت سیال .................................................................................................. 44
Aspen Hetran محیط نرم افزار
دبی جریان ها ........................................................................................................... 48
دماهای ورودی و خروجی ............................................................................................ 48
دمای حباب / دمای شبنم ............................................................................................. 49
فشار عملیاتی ) مطلق ( ................................................................................................ 49
حرارت مبادله شده ..................................................................................................... 49
افت فشار مجاز ......................................................................................................... 49
مقاومت جرم گرفتگی ................................................................................................. 49
) Physical property data ( اطلاعات خواص فیزیکی
) Property Options ( انتخاب های خواص
) data banks ( بانک های اطلاعاتی
انتخاب فلش ............................................................................................................ 51
روشهای طراحی مبدل های حرارتی ........................................ 56 (LMTD &NTU method)
روش اختلاف درجه حرارت متوسط لگاریتمی ................................................................... 56
NTU ضریب تاثیرو روش
دیگ ها و چگالنده ها : ................................................................................................ 68
condenser کاندنسر یا چگالنده
cooler کولر-خنک کننده
riboiler ری بویلر یا جوشاننده
kettle type riboyler ری بویلر نوع کتری
Termo-Syphone Reboiler ری بویلر نوع ترموسیفون
گردش مایع در مبدل های حرارتی .................................................................................. 71
-4 طرحهای مختلف گشت در پوسته و تیوب ..................................................................... 72
چه مواردی را از داخل پوسته عبور می دهند . .................................................................... 73
TEMA انواع مبدلها بر اساس تقسیم بندی
baffle plates صفحات هادی
type of baffle انواع صفحات هادی
ضخامت بافلها .......................................................................................................... 77
بافل ضربه گیر .......................................................................................................... 78
جنس تیوبها ............................................................................................................. 78
ضخامت و گیج تیوبها ................................................................................................. 79
قطر تیوبها ............................................................................................................... 80
طول و تعداد تیوبها..................................................................................................... 80
فرق کلی لوله و تیوب ................................................................................................. 80
صفحه تیوب ............................................................................................................ 80
آند های فدا شونده ..................................................................................................... 81
serration( وظیفه سریشن چیست
tube bundle removal بیرون آوردن دسته تیوب از پوسته
pulling بیرون آوردن دسته تیوب از طریق کشیدن
pushing بیرون آوردن دسته تیوب از طریق فشاردادن
handling tube bundles حمل و جابجایی دسته تیوب
CLEANING OF HEAT EXCHANGER تمیز کردن مبدلهای حرارتی
chemical cleaning شستشوی شیمیایی
تمیز کردن دسته تیوبهایی که بوسیله آب خنک می شوند. ....................................................... 87
bundle cleaning water cooled
inspection بازرسی
maintenance of head exchevger تعمیرات مبدلها
retube تعویض کلی تیوب
caskets لائی ها
fitting the bundle قرار دادن دسته تیوب در پوسته
تنشهای مکانیکی........................................................................................................ 94
موضوع ارتعاشات ...................................................................................................... 94
خوردگی )فرسایش( ................................................................................................... 95
shell & tube هزینه مبدل های حرارتی
محاسبه سرد کن محلول فسفات .....................................................................................
نمونه پا یا ن نامه : مبدل های حرارتی