একটি শিল্প তাপ এক্সচেঞ্জার কি?

আশিল্প তাপ এক্সচেঞ্জারএকটি ভারী-শুল্ক যান্ত্রিক ডিভাইস যা দুটি তরলকে শারীরিকভাবে মিশে যাওয়ার অনুমতি না দিয়ে দক্ষতার সাথে তাপ শক্তি (তাপ) এক তরল (তরল বা গ্যাস) থেকে অন্যটিতে স্থানান্তর করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।

তারা হল গ্লোবাল ম্যানুফ্যাকচারিং এর থার্মোডাইনামিক ওয়ার্কহরস, তেল শোধনাগার, রাসায়নিক প্রক্রিয়াকরণ প্ল্যান্ট, বিদ্যুৎ উৎপাদন সুবিধা এবং বড় আকারের HVAC সিস্টেমে ব্যবহৃত হয়। সংরক্ষণের আগে একটি গরম রাসায়নিক পণ্য ঠান্ডা করা, উচ্চ-চাপের বাষ্পে জল ফুটানো, বা শক্তি সঞ্চয় করার জন্য বর্জ্য তাপ পুনরুদ্ধার করা লক্ষ্য হোক না কেন, তাপ এক্সচেঞ্জারগুলি হল গুরুত্বপূর্ণ উপাদান যা শিল্প তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণকে সম্ভব করে তোলে৷

তাদের শারীরিক আকার নির্বিশেষে, সমস্ত তাপ এক্সচেঞ্জার তাপগতিবিদ্যার মৌলিক আইনের উপর নির্ভর করে। তাপ স্বাভাবিকভাবেই উচ্চ-তাপমাত্রার উৎস থেকে নিম্ন-তাপমাত্রার সিঙ্কে প্রবাহিত হয়। তরলগুলি একটি উচ্চ তাপীয় পরিবাহী বাধা (সাধারণত স্টেইনলেস স্টীল, তামা বা টাইটানিয়ামের মতো ধাতু) দ্বারা পৃথক করা হয়।

ইঞ্জিনিয়াররা দুটি প্রাথমিক সমীকরণ ব্যবহার করে এই সিস্টেমগুলি ডিজাইন করে।

1. তাপ শুল্ক সমীকরণ:

এটি তরলগুলির ভর এবং তাপমাত্রা পরিবর্তনের উপর ভিত্তি করে স্থানান্তরিত তাপ শক্তির মোট পরিমাণ গণনা করে।

2. সারফেস এরিয়া সমীকরণ:

এটি সেই তাপ শুল্ক অর্জনের জন্য প্রয়োজনীয় শারীরিক আকার (পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল) গণনা করে।

তরল বৈশিষ্ট্য এবং তাপীয় লক্ষ্যগুলি কীভাবে একটি শিল্প হিট এক্সচেঞ্জারের আকার নির্ধারণ করে তা বোঝার জন্য, নীচের সিমুলেটরটি ব্যবহার করুন। মোট তাপ শুল্ক গণনা করতে একটি গরম প্রক্রিয়া স্রোতের ভর প্রবাহ এবং তাপমাত্রা ড্রপ সামঞ্জস্য করুন এবং আপনার নির্বাচিত তাপ স্থানান্তর সহগের উপর ভিত্তি করে প্রয়োজনীয় পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল কীভাবে পরিবর্তিত হয় তা দেখুন।

কোন "এক মাপ সব ফিট" হিট এক্সচেঞ্জার আছে. প্ল্যান্ট ইঞ্জিনিয়াররা সিস্টেমের চাপ, তরল সান্দ্রতা এবং ক্ষয়কারী বা নোংরা কণার উপস্থিতির উপর ভিত্তি করে বিভিন্ন জ্যামিতি নির্বাচন করে।

একটি উদ্ভিদের জন্য একটি হিট এক্সচেঞ্জার নির্দিষ্ট করার সময়, ইঞ্জিনিয়ারদের অবশ্যই তাপীয় গণিতের বাইরে তাকাতে হবে এবং দীর্ঘমেয়াদী কার্যক্ষমতা বিবেচনা করতে হবে:

• প্রেসার ড্রপ ($Delta P$):টাইট স্পেসের (যেমন টিউবের ভিতরে বা প্লেটের মধ্যে) তরল ঠেলে ঘর্ষণ তৈরি করে। প্রেসার ড্রপ খুব বেশি হলে, প্ল্যান্টটিকে বড় পাম্পগুলিতে প্রচুর পরিমাণে বৈদ্যুতিক শক্তি ব্যয় করতে হবে।

• ফাউলিং ফ্যাক্টর:সময়ের সাথে সাথে, খনিজ, শৈবাল বা রাসায়নিক উপজাতগুলি তাপ স্থানান্তর পৃষ্ঠের সাথে লেগে থাকে। এই "ফাউলিং" নিরোধক হিসাবে কাজ করে, $U$-মূল্য হ্রাস করে। ভবিষ্যতের এই ফাউলিংয়ের জন্য প্রকৌশলীরা ইচ্ছাকৃতভাবে হিট এক্সচেঞ্জারকে বড় করে দেন।

• ধাতুবিদ্যা:যদি আক্রমনাত্মক অ্যাসিড বা সমুদ্রের জল প্রক্রিয়াকরণ করা হয়, মানক কার্বন ইস্পাত দ্রুত ব্যর্থ হবে। প্রকৌশলীদের অবশ্যই স্টেইনলেস স্টিল, ডুপ্লেক্স, টাইটানিয়াম বা এমনকি হ্যাস্টেলয় আপগ্রেড করতে হবে যাতে সরঞ্জামগুলি তার 20-বছরের ডিজাইনের জীবন টিকে থাকে।

প্রশ্ন: গরম এবং ঠান্ডা তরল কি কখনও তাপ এক্সচেঞ্জারে মিশে যেতে পারে?

উত্তর: না। আদর্শ শিল্প হিট এক্সচেঞ্জারগুলিতে, তরলগুলিকে একটি ধাতব প্রাচীর দ্বারা কঠোরভাবে পৃথক করা হয়। যদি তারা মিশ্রিত হয়, তাহলে এর মানে হল যে তাপ এক্সচেঞ্জারটি একটি যান্ত্রিক ব্যর্থতার শিকার হয়েছে (যেমন একটি ফেটে যাওয়া টিউব বা একটি প্রস্ফুটিত গ্যাসকেট), যা পণ্য দূষণ বা বিপজ্জনক রাসায়নিক বিক্রিয়া হতে পারে।

প্রশ্ন: হিট এক্সচেঞ্জারে "পাস" কী?

উত্তর: একটি "পাস" বলতে বোঝায় কতবার একটি তরল এক্সচেঞ্জারের এক প্রান্ত থেকে অন্য প্রান্তে যায়। একটি 2-পাস শেল এবং টিউব এক্সচেঞ্জারে, তরলটি অর্ধেক টিউবের নীচে চলে যায়, একটি হেডার ক্যাপে ঘুরে যায় এবং অন্য অর্ধেক নীচে ফিরে আসে। একাধিক পাস তরল বেগ এবং তাপ স্থানান্তর দক্ষতা বাড়ায়, কিন্তু তারা চাপ হ্রাসও বাড়ায়।

প্রশ্ন: কেন হিট এক্সচেঞ্জারদের বিভ্রান্তি আছে?

উত্তর: ব্যাফেলস হল একটি শেল-এন্ড-টিউব এক্সচেঞ্জারের শেলের ভিতরে রাখা ধাতব প্লেট। তারা দীর্ঘ টিউবগুলিকে সমর্থন করে (এগুলিকে কম্পন এবং স্ন্যাপিং থেকে রোধ করে) এবং শেল-সাইড তরলকে একটি অশান্ত জিগজ্যাগ প্যাটার্নে প্রবাহিত করতে বাধ্য করে, যা তাপ দক্ষতাকে ব্যাপকভাবে উন্নত করে।

আপনার কর্মপ্রবাহের জন্য সবচেয়ে প্রাসঙ্গিক তথ্য সরবরাহ করতে আমাকে সাহায্য করার জন্য, আপনি কি বর্তমানে একটি নতুন সুবিধার নকশার জন্য একটি হিট এক্সচেঞ্জারের মূল্যায়ন করছেন, বা আপনি কি একটি বিদ্যমান ইউনিটের সমস্যা সমাধানের জন্য খুঁজছেন যা খারাপ পারফর্ম করছে?