হিট এক্সচেঞ্জারের কাজের নীতি: একটি প্রযুক্তিগত ওভারভিউ

একটি তাপ এক্সচেঞ্জারের কাজ করার নীতিটি তাপবিদ্যার দ্বিতীয় আইন থেকে উদ্ভূতঃতাপ স্বতঃস্ফূর্তভাবে উচ্চ তাপমাত্রার একটি অঞ্চল থেকে তাপমাত্রা কম একটি অঞ্চলে প্রবাহিত হয় যতক্ষণ না তাপীয় ভারসাম্য অর্জন করা হয়একটি তাপ এক্সচেঞ্জার একটি ডিভাইসের মাধ্যমে বিভিন্ন তাপমাত্রায় দুটি তরল (তরল বা গ্যাস) পাস করে এই প্রক্রিয়াটিকে সহজ করে তোলে, শারীরিকভাবে একটি কঠিন দ্বারা পৃথক করে রাখে,তাপ পরিবাহী বাধা (সাধারণত ধাতু প্লেট বা টিউব)একই সময়ে কনভেকশন এবং কন্ডাকশন প্রক্রিয়াগুলির মাধ্যমে, তাপীয় শক্তি গরম তরল থেকে ঠান্ডা তরলে স্থানান্তরিত হয়, দুটি মিডিয়া কখনও মিশ্রিত না করে।

যে কোন তাপ এক্সচেঞ্জারের কার্যকারিতা তিনটি প্রাথমিক পদার্থবিজ্ঞান দ্বারা নির্ধারিত হয়। যে কোন শিল্প বা যান্ত্রিক প্রক্রিয়ায় তাপ ব্যবস্থাপনা অপ্টিমাইজ করার জন্য এগুলি বোঝা গুরুত্বপূর্ণ।

যখন তরল শক্ত বাধা বিরুদ্ধে সঞ্চালিত হয় তখন কনভেকশন ঘটে।

• গরম তরল দিকঃ গরম তরলটি শক্ত দেয়ালের কাছে তাপীয় শক্তি মুক্তি দেয়।

• ঠান্ডা তরল দিকঃ ঠান্ডা তরল কঠিন দেয়াল থেকে তাপীয় শক্তি শোষণ করে।

• দক্ষতা ড্রাইভারঃ বিশৃঙ্খলা এখানে সমালোচনামূলক। উচ্চতর বিশৃঙ্খলা "লামিনার সীমানা স্তর" (দেয়াল পৃষ্ঠের তরল স্থির ফিল্ম) ভেঙে দেয়, তাপ স্থানান্তর হারকে ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি করে।

একবার তাপ বাধা পৃষ্ঠ (টিউব প্রাচীর বা প্লেট) পৌঁছানোর পরে, এটি অন্য দিকে পৌঁছানোর জন্য কঠিন উপাদান মাধ্যমে পাস করতে হবে।

• উপাদান নির্বাচনঃ তামা, অ্যালুমিনিয়াম এবং স্টেইনলেস স্টিলের মতো ধাতুগুলি তাদের উচ্চ তাপ পরিবাহিতা (কে) এর জন্য নির্বাচিত হয়।

• বেধঃ ফুরিয়ের আইন অনুসারে, পাতলা বাধা তাপীয় প্রতিরোধকে হ্রাস করে, দ্রুত তাপ প্রবাহের অনুমতি দেয়।

তাপ স্থানান্তর একটি "প্যাসিভ" প্রক্রিয়া যা একটি ড্রাইভিং ফোর্স প্রয়োজন। এই ড্রাইভিং ফোর্সটি গরম এবং ঠান্ডা তরলগুলির মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্য (টি) ।

• যখন তরলগুলি এক্সচেঞ্জারের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়, তখন গরম তরল শীতল হয় এবং ঠান্ডা তরল গরম হয়।

• যখন তরলগুলি একই তাপমাত্রায় পৌঁছায় (তাপীয় ভারসাম্য) তখন সিস্টেমটি কাজ বন্ধ করে দেয়।

একটি স্ট্যান্ডার্ড শিল্প তাপ এক্সচেঞ্জার (যেমন একটি প্লেট বা শেল-এবং-টিউব নকশা) এ, অপারেশন একটি অবিচ্ছিন্ন চক্র অনুসরণ করেঃ

1. তরল প্রবেশঃ দুটি পৃথক তরল প্রবাহ (গরম এবং ঠান্ডা) ডেডিকেটেড পোর্টগুলির মাধ্যমে ডিভাইসে প্রবেশ করে।

2. তাপীয় মিথস্ক্রিয়াঃ তরলগুলি একটি পরিবাহী বাধা এর বিপরীত দিকে প্রবাহিত হয়।

3. এনার্জি ট্রান্সফারঃ

• প্রথম ধাপঃ কনভেকশন গরম বাল্ক তরল থেকে বাধা দেয়াল থেকে তাপ স্থানান্তর করে।

• ধাপ ২: পরিবাহিতা দেয়ালের বেধের মধ্য দিয়ে তাপ স্থানান্তর করে।

• তৃতীয় ধাপঃ কনভেকশন দেয়াল থেকে ঠান্ডা বাল্ক তরলে তাপ স্থানান্তর করে।

4. পৃথকীকরণ রক্ষণাবেক্ষণঃ বাধা নিশ্চিত করে যে তরলগুলি একে অপরকে দূষিত করে না, যা ফার্মাসিউটিক্যাল, খাদ্য এবং রাসায়নিক প্রক্রিয়াকরণের জন্য অপরিহার্য।

5. প্রস্থানঃ এখন শীতল গরম তরল এবং উত্তপ্ত ঠান্ডা তরল তাদের নিজ নিজ প্রক্রিয়া চক্র অব্যাহত রাখার জন্য ইউনিট থেকে প্রস্থান করে।

তরলগুলি একে অপরের তুলনায় যেভাবে চলাচল করে তা ডিজাইনের তাপীয় দক্ষতা উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তন করেঃ

প্রকৌশলীরা একটি নকশা কতটা কার্যকরভাবে কাজ করে তা পরিমাপ করতে সামগ্রিক তাপ স্থানান্তর সহগ (ইউ) ব্যবহার করে। এটি সূত্র দ্বারা নির্ধারিত হয়ঃ

• Q ((Heat Load): স্থানান্তরিত মোট শক্তি।

• U: উপাদানটির পরিবাহিতা, পৃষ্ঠের পরিষ্কারতা (অশুচি) এবং তরলগুলির ঘূর্ণিঝড়ের সমন্বিত পরিমাপ।

• উঃ স্থানান্তরের জন্য মোট পৃষ্ঠের পরিমাণ।

• ΔTlm: লোগ মিডান তাপমাত্রা পার্থক্য, যা এক্সচেঞ্জারের দৈর্ঘ্য জুড়ে "গড়" ড্রাইভিং ফোর্সকে উপস্থাপন করে।

প্রশ্ন: গ্যাস দিয়ে কি তাপ এক্সচেঞ্জার কাজ করতে পারে?

উত্তর: হ্যাঁ, গ্যাসের তাপ পরিবাহিতা এবং ঘনত্ব তরল পদার্থের তুলনায় কম।তাপ এক্সচেঞ্জার (যেমন বায়ু-শীতল তাপ এক্সচেঞ্জার বা ফিন-টিউব কয়েল) ব্যাপকভাবে গ্যাস প্রবাহ থেকে বা তাপ স্থানান্তর করতে ব্যবহৃত হয়.

প্রশ্ন: তাপ এক্সচেঞ্জারের দক্ষতার সবচেয়ে বড় শত্রু কি?

উঃ ফাউলিং। এটি তাপ স্থানান্তর পৃষ্ঠের উপর স্কেল, অবশিষ্টাংশ, বা জৈবিক বৃদ্ধির জমা হয়। ফাউলিং একটি নিরোধক স্তর তৈরি করে,তাপীয় প্রতিরোধের তীব্র বৃদ্ধি এবং সামগ্রিক তাপ স্থানান্তর সহগ হ্রাস (ইউ).

প্রশ্ন: তাপ এক্সচেঞ্জারগুলির ভিতরে ব্যাফেল থাকে কেন?

উত্তরঃ ব্যাফেলস তরলকে একটি জিগ-জ্যাগ পথ নিতে বাধ্য করে, কৃত্রিম অশান্তি সৃষ্টি করে। এই অশান্তি নিশ্চিত করে যে সমস্ত তরল কণা তাপ স্থানান্তর পৃষ্ঠের সাথে যোগাযোগ করে,"মৃত অঞ্চল" প্রতিরোধ এবং দক্ষতা সর্বাধিকীকরণ.

আপনি কি একটি বিদ্যমান তাপ এক্সচেঞ্জার সিস্টেমের দক্ষতা অপ্টিমাইজ করার চেষ্টা করছেন, নাকি আপনি একটি নতুন তাপ প্রকল্পের নকশা পর্যায়ে আছেন?