|
তাপ এক্সচেঞ্জার কিভাবে কাজ করে?
হিট এক্সচেঞ্জার কাজের নীতি
,হিট এক্সচেঞ্জার ফাংশন গাইড
,হিট এক্সচেঞ্জার অপারেশন ব্যাখ্যা
এর মূলত, একটিতাপ এক্সচেঞ্জারএটি একটি গরম তরল থেকে একটি ঠান্ডা তরল থেকে তাপ শক্তি (তাপ) স্থানান্তর করে কাজ করে, দুটি তরলকে শারীরিকভাবে মিশ্রিত করার অনুমতি না দিয়ে।
একটি গাড়ির রেডিয়েটরের কাজ সম্পর্কে চিন্তা করুনঃ ইঞ্জিন রেডিয়েটরে গরম শীতল তরল পাম্প করে, এবং বাইরের বাতাস রেডিয়েটরের ধাতব পাতা দিয়ে বাতাস উড়িয়ে দেয়। তাপ তরল থেকে, ধাতুর মধ্য দিয়ে,এবং বাতাসেইঞ্জিন ঠান্ডা হয়ে যায় এবং বাতাস গরম হয়ে যায়, কিন্তু বাতাস এবং শীতল তরল কখনোই স্পর্শ করে না।
তাপ এক্সচেঞ্জারগুলি সম্পূর্ণরূপে তাপীয় গতিবিজ্ঞানের মৌলিক আইনগুলির উপর কাজ করে।
-
উষ্ণতা সবসময় ভারসাম্য বজায় রাখে:উষ্ণতা স্বাভাবিকভাবেই একটি উচ্চ তাপমাত্রা উৎস থেকে একটি নিম্ন তাপমাত্রা সিঙ্ক থেকে প্রবাহিত হয়। এটি বাধ্য না হলে এটি কখনই অন্য দিকে প্রবাহিত হবে না (যার জন্য একটি কম্প্রেসার প্রয়োজন, যেমন একটি রেফ্রিজারেটরের মধ্যে) ।
-
কনভেকশন ও কন্ডাকশনঃতাপ স্থানান্তর তিনটি পৃথক ধাপে ঘটেঃ
-
কনভেকশন:তাপ গরম তরল থেকে ধাতব বাধা অভ্যন্তরীণ প্রাচীর থেকে সঞ্চালিত হয়।
-
পরিচালনাঃতাপ শক্ত ধাতব দেয়াল দিয়ে ভ্রমণ করে।
-
কনভেকশন:তাপ ধাতব বাধা বাইরের প্রাচীর থেকে বাল্ক ঠান্ডা তরল মধ্যে সরানো হয়।
-
একটি তাপ বিনিময় যন্ত্র কিভাবে কাজ করে এবং এটি কত বড় হতে হবে তা সঠিকভাবে গণনা করার জন্য, প্রকৌশলীরা দুটি প্রাথমিক সূত্র ব্যবহার করে।
প্রথমত,তাপীয় দায়িত্ব(সম্পূর্ণ পরিমাণ শক্তি সরানো হচ্ছে), আমরা তরল বৈশিষ্ট্য তাকানঃ
আপনি কিভাবে যন্ত্রের মাধ্যমে তরল রুট নাটকীয়ভাবে পরিবর্তন কিভাবে ভাল এটি কাজ করে. প্রবাহ পরিচালনা করার দুটি প্রধান উপায় আছেঃ
গরম এবং ঠান্ডা উভয় তরল একই প্রান্তে প্রবেশ করে এবং একই দিকে ভ্রমণ করে।
-
ফলাফল:তাপমাত্রার পার্থক্য প্রবেশদ্বারে বিশাল, কিন্তু তারা ভ্রমণ হিসাবে, তারা একটি ভাগ ভারসাম্য তাপমাত্রা কাছাকাছি. ঠান্ডা তরল করতে পারেনকখনোগরম তরল থেকে এক্সচেঞ্জারকে উত্তপ্ত করে দিন।
গরম তরল এক প্রান্তে প্রবেশ করে, এবং ঠান্ডা তরল বিপরীত প্রান্তে প্রবেশ করে, বিপরীত দিক দিয়ে একে অপরের পাশ দিয়ে প্রবাহিত হয়।
-
ফলাফল:এটি সবচেয়ে কার্যকর নকশা। কারণ ঠান্ডা তরল সবসময় ভ্রমণের সময় উষ্ণতর তরল পূরণ করা হয়, ঠান্ডা তরল আসলে একটিউচ্চতরগরম তরল এর প্রস্থান তাপমাত্রা তুলনায় তাপমাত্রা।
নিচের ইন্টারেক্টিভ সিমুলেটরটি ব্যবহার করে দেখুন কিভাবে এই দুটি প্রবাহ কনফিগারেশন মেশিনের ভিতরে তাপমাত্রা প্রোফাইল পরিবর্তন করে।
প্রকৌশলীরা বিভিন্ন শিল্পের চাহিদা পূরণের জন্য এই তাপীয় নীতিগুলিকে বিভিন্ন শারীরিক আকারে পরিচালনা করেঃ
| তাপ এক্সচেঞ্জারের ধরন | কিভাবে এটি নির্মিত হয় | প্রধান সুবিধা | সাধারণ ব্যবহার |
|---|---|---|---|
| শেল & টিউব | ছোট ছোট টিউবগুলির একটি বান্ডিল একটি বড় বাইরের চাপ জাহাজের (শেল) ভিতরে থাকে। | চরম চাপ এবং তাপীয় শক সহ্য করতে পারে। | তেল শোধনাগার, বাষ্প জেনারেটর, রাসায়নিক কারখানা। |
| প্লেট ও ফ্রেম | একসাথে চাপানো তরলযুক্ত ধাতব প্লেটগুলির স্ট্যাক। প্লেটগুলির মধ্যে তরলগুলি অল্টারনেটেড। | বিশাল পৃষ্ঠপোষকতা তাদের অত্যন্ত দক্ষ এবং কম্প্যাক্ট করে তোলে। | ব্রোয়ারি, দুগ্ধের পেস্টুরাইজেশন, এভিএসি সিস্টেম। |
| বায়ু শীতল | গরম তরলটি ফিনিসযুক্ত টিউবগুলির মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয় যখন বিশাল ভ্যানগুলি তাদের মধ্য দিয়ে বায়ু উড়িয়ে দেয়। | স্থানীয় শীতল জল উৎস প্রয়োজন হয় না। | মরুভূমির সুবিধা, অটোমোবাইল রেডিয়েটর, এসি কনডেন্সার। |
প্রশ্ন: তাপ এক্সচেঞ্জারের আকার কি গুরুত্বপূর্ণ?
উঃ অবশ্যই। সূত্র অনুযায়ী$Q=U A ডেল্টা T_{lm}$, মোট উত্তাপ স্থানান্তরিত ($Q$) এলাকার সাথে সরাসরি সমানুপাতিক ($A$) একটি বড় তাপ এক্সচেঞ্জারের ধাতব পৃষ্ঠের আয়তন বেশি, যা নির্দিষ্ট সময়ের মধ্যে আরও বেশি তাপ পাস করতে দেয়।
প্রশ্ন: একটি তাপ এক্সচেঞ্জার কার্যকরভাবে কাজ করা বন্ধ করে দেয় কেন?
উত্তরঃ সবচেয়ে সাধারণ সমস্যা হলফাউলিংসময়ের সাথে সাথে, জল থেকে খনিজ পদার্থ (যেমন ক্যালসিয়াম স্কেল), মরিচা, বা জৈবিক স্ল্যাড ধাতব দেয়াল আবরণ। এটি নিরোধক হিসাবে কাজ করে, তাপ স্থানান্তর সহগকে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে ($U$) এবং একই তাপমাত্রা অর্জনের জন্য সিস্টেমকে আরও কঠোর পরিশ্রম করতে বাধ্য করে।
প্রশ্ন: তাপ এক্সচেঞ্জারগুলি শীতল করার জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে?
উত্তর: হ্যাঁ। "হিট এক্সচেঞ্জার" শব্দটি তাপের স্থানান্তরকে বোঝায়, যে ফলাফলই হোক না কেন। যদি আপনার লক্ষ্য একটি গরম ইঞ্জিনকে শীতল করা হয়, তাপ এক্সচেঞ্জার (রেডিয়েটর) তাপ অপসারণ করছে।যদি আপনার লক্ষ্য পানি ফুটানো হয়, তাপ এক্সচেঞ্জার (বাটার) তাপ যোগ করছে। পদার্থবিজ্ঞান একই।
ভিডিও
ভিডিও
ভিডিও
