یک تهویه دهنده چیست: اصول کار، انواع و کاربردهای صنعتی

یک تهویه دهنده چیست: اصول کار، انواع و کاربردهای صنعتی

جواب دادن به سوال اصلي:یک تهویه کننده چیست و چگونه کار می کند؟یک تهویه دهنده یک مبادله گرما است که انرژی حرارتی کافی را از بخار خارج می کند تا آن را به مایع در یا نزدیک اشباع تبدیل کند. وظیفه بار گرما پنهان است، Q = m x لامبدا،که لامبدا برای بخار در درجه حرارت 100 درجه سانتیگراد 2 است.،257 kJ/kg در حالی که برای بخار های آلی معمولی 200-600 kJ/kg است. همان بار از طریق سطح Q = U x A x LMTD تحویل داده می شود،جایی که LMTD تفاوت میانگین دما در لوگرافیک بین بخار تهویه و مایع خنک کننده است و U ضریب کلی است.مقادیر نماینده U 800-1500 W/m2K برای تهویه بخار در یک واحد پوسته و لوله خنک شده با آب، 400-700 W/m2K برای بخار های ارگانیک و 300-500 W/m2K برای یک تهویه کننده خنک شده با هوا است.چون بخار در دمای ثابت تجمع می کند، فاکتور تصحیح LMTD معمولاً در یک سرویس تهویه یک گذر نزدیک به 1.0 است، که باعث می شود اندازه گیری غیرمعمولاً ساده باشد هنگامی که U شناخته شود.

1اصول تعیین کننده عملکرد کاندنسر

پنج اصل توضیح می دهد که چرا دو تهویه کننده از همان منطقه می توانند عملکرد بسیار متفاوتی داشته باشند:

• در مقابل فلمی و قطری:در تقریبا تمام تجهیزات صنعتی، گردهی سطح را خیس می کند و یک فیلم مستمر تشکیل می دهد، و بخار باید از طریق این فیلم گردهی شود. فیلم مقاومت حرارتی غالب است،و تجزیه و تحلیل Nusselt نشان می دهد که ضریب کاهش به عنوان فیلم ضخیم به سمت پایین یک بسته لوله، به همین دلیل است که تهویه های عمودی معمولاً برای همان وظیفه از تهویه های افقی کمتر هستند. تهویه قطره ای، که سطح آن مرطوب نمی شود و قطرات شکل می گیرند، ریخته می شوند و دوباره هسته می شوند،معادلات پنج تا ده برابر بالاتر است.، اما حفظ آن خارج از آزمایشگاه نیاز به پروموترها یا پوشش های هیدروفوبی دائمی دارد که عمر خدمت محدود است.بنابراین طراحان همیشه اندازه گیری برای فشرده سازی فیلم و رفتار قطرات را به عنوان یک پاداش به جای یک پایه.
• گازهای غیر قابل فشرده سازی:هیچ چیز یک تهویه کننده را سریعتر از یک غیرتهویه کننده تخریب نمی کند هوا یا گاز دیگری که با بخار وارد می شود یا از طریق یک فلنج در طرف خلاء نفوذ می کند، نمی تواند تهویه شود،بنابراین آن را در رابط فیلم مایع تجمع می کند و باعث می شود بخار از طریق یک لایه مرزی غنی از گاز قبل از رسیدن به سطح سرد پخش شودفقط یک درصد از حجم هوا می تواند U موثر را ۳۰ تا ۵۰ درصد کاهش دهد و ۵ درصد می تواند آن را ۸۰ درصد کاهش دهد.نقطه ورودی باید در سردترین مکان فضای بخار قرار گیرد.، در پایین جریان و زیر ورودی، اندازه گیری شده برای بار گاز انتظار می رود و در سرویس خلاء،متصل به یک اژکتور یا پمپ خلاء با اندازه گیری برای سرعت نشت هوا به جای سرعت بخار فرآیند به تنهایی.
• زیربرد و تخلیه کندنتات:اکثر تهویه کننده ها مقدار کمی از خنک سازی را ارائه می دهند، به طور معمول 2-5 درجه سانتیگراد پایین تر از اشباع، که پمپ های پایین رودخانه را از حفاری محافظت می کند و در خط تهویه کاهش می یابد.اما خنک کردن سطح را به طور ناکارآمد مصرف می کند.، زیرا انتقال گرما با تفاوت دمای بسیار کوچکتر از منطقه فشرده سازی قابل درک است، بنابراین نیاز بیش از حد به خنک سازی پایین می تواند به افزایش ناحیه نامتناسب نیاز داشته باشد.ترتیب فیزیکی به اندازه اندازه گیری حرارتی مهم است: گرده افشانی باید آزادانه انجام شود، پوسته باید خم شده یا لوله ها باید شیب دار باشند و هرگز نباید خروجی آب شود مگر اینکه برای کنترل سطح عمدی استفاده شود.لوله های سیلاب به عنوان یک خنک کننده فرعی عمل می کنند و به طور موثر منطقه تهویه را از سرویس خارج می کنند.
• فولینگ و حاشیه طراحی:هر گرده افشان با مقاومت ضد آلودگی که نشان دهنده بدتر شدن انتظار می رود بین تمیز کردن، به طور معمول 0.0001-0.0005 m2K / W بسته به کیفیت آب است، اندازه گیری می شود.و این کمک هزینه می تواند 15-35% به منطقه مورد نیاز اضافه شودآب خنک کننده مقصر معمول است: مقیاس از سختی، رشد بیولوژیکی، سپرده گذاری گل و محصولات خوردگی همه مقاومت را افزایش می دهد و یک واحد که با یک U تمیز از 1 شروع می شود،200 W/m2K ممکن است در عرض یک سال در آب بدون درمان به 700 W/m2K کاهش یابد- تصفیه آب، تصفیه، سرعت کنترل شده لوله ای از 1-2.5 m/s برای محدود کردن رسوب در حالی که محدود کردن فرسایش،و یک رژیم تمیز کردن برنامه ریزی شده تعیین کننده این است که آیا حاشیه طراحی در یک سال مصرف می شود یا در پنج سال.
• انتخاب مایع خنک کننده و روش:دمای مایع خنک کننده فشار تهویه را تعیین می کند، زیرا یک تهویه کننده به یک تفاوت دمای محدود برای رد گرما نیاز دارد.تفاوت بین دمای تهویه و دمای خروجی مایع خنک کننده، به طور معمول در واحدهای خنک شده با آب 3-10 ° C و 10-25 ° C در واحدهای خنک شده با هوا است. هر درجه نزدیک شدن اضافی فشار تهویه را افزایش می دهد،که فشار ضد کمپرسور و توربین را افزایش می دهد و هزینه انرژی را داردبه همین دلیل است که بهینه سازی اقتصادی فقط کوچکترین تهویه کننده نیست:یک سطح بزرگتر با یک رویکرد تنگ تر هزینه سرمایه بیشتر اما فشار عملیاتی و مصرف انرژی را در طول عمر گیاه کاهش می دهددمای محیط لامپ خشک در مقابل لامپ مرطوب، ورودی تعیین کننده برای طرح های خنک کننده هوا و تبخیر است و مورد طراحی معمولاً یک اوج تابستانی با تجاوز مشخص است.

2انواع عمده کاندنسر صنعتی

چهار پیکربندی برای اکثر وظایف تولیدات صنعتی پوشش می دهند:

• هول و کاندنسر لوله:اسب کار صنایع فرآوری، معمولا به TEMA با هاب BEM، پوسته یک گذر، ترتیب لوله U یا BEU با بسته لوله U برای سرویس بخار تمیز ساخته شده است.بخار به طور معمول در طرف پوسته فشرده می شود و آب خنک کننده از طریق لوله ها جریان می یابد، زیرا این ترتیب باعث تخلیه بهتر، تمیز کردن آسان تر از طرف آب و قرار دادن بهتر حجم بخار بزرگ در فشار پایین می شود.واحدهای افقی با ورودی بخار در بالا و خروج تهویه در پایین استاندارد هستندطراحان باید سرعت ورودی بخار را که می تواند در سرویس خلاء 30-60 m/s برسد، مشاهده کنند و یک صفحه ضربه یا یک گنبد ورودی بزرگ را برای جلوگیری از فرسایش لوله و آسیب لرزش فراهم کنند.
• کاندنسر خنک کننده با هوا:یک تهویه کننده خنک شده با هوا از لوله های بالدار و فن های محوری بزرگ برای رد گرما به طور مستقیم به جو استفاده می کند و آب خنک کننده را به طور کامل حذف می کند.و این انتخاب استاندارد برای گیاهان دور افتاده است، برای بسیاری از سرویس های فوقانی پالایشگاه و برای تهویه بخار نیروگاه در مناطق خشک. مجازات یک ضریب کم 300-500 W / m2K است که به منطقه لوله های خالی، یک اثر بزرگ زمین اشاره دارد.حساسیت به دمای محیط و گردش مجدد هوا بین بخش ها، و قدرت فن که می تواند به 1-2٪ از وظیفه رد شود. به دلیل رویکرد گسترده تر، دمای فشرده سازی بالاتر است و فشرده سازی پایین یا مجازات فشار ضد توربین واقعی است،بنابراین خنک کننده هوا باید بر اساس کل هزینه مالکیت ارزیابی شود نه تنها هزینه تجهیزات.
• پلت و اسپیرال پلت کندنسر:یک تهویه کننده صفحه ای با گاسکت یا جوش حاصل از ضریب 3000-6000 W / m2K می شود زیرا کانال های موج دار در تعداد پایین رینولدز آشفتگی را ایجاد می کنند و صفحه نازک است.نتیجه یک واحد بسیار جمع و جور با نزدیک شدن نزدیک 1-3 °C و حجم نگه داشتن کوچک است، که مناسب یخچال، مواد غذایی، داروسازی و خدمات شیمیایی تمیز است. محدودیت ها فشار، به طور معمول به 25 بار برای بسته بندی و بالاتر برای واحدهای جوش داده شده و یا جوش، دمای،توسط ماده گاسکت در حدود 150-180 درجه سانتیگراد تنظیم می شوداز آنجایی که کانال های باریک 2 تا 5 میلی متر به سرعت با ذرات مخلوط می شوند، دستگاه های صفحه چرخشی جریان های کثیف و کثیف را بهتر مدیریت می کنند و تا حدودی خود تمیز می کنند.و برای کار با گرده و فشرده سازی چسبناک استفاده می شوند.
• بارومتریک و کاندنسر تماس مستقیم:یک تهویه بارومتریک بخار را مستقیماً با آب خنک کننده مخلوط می کند، که اساساً صفر و هزینه سرمایه بسیار پایین را به ارمغان می آورد.به قیمت تولید حجم زیادی از گردهی آلوده که باید درمان شوداین روش در سیستم های خلاء کلاسیک است: خازن حداقل 10.3 متر بالاتر از چاه گرم نصب می شود تا آب با فشار جو به یک پای بارومتریک پایین برود.حفظ خلاء بدون پمپطرح های اسپری، فاضلاب و جت وجود دارد. تماس مستقیم در جایی استفاده می شود که چگال بی ارزش است یا به راحتی درمان می شود، مانند سیستم های خلاء تبخیر،قطارهای خلاء ضد عطر روغن نخل و تبخیر چند افکت، اما در هر جایی که باید به عنوان یک محصول تمیز به دست آید یا بخار خطرناک است و نمی تواند با آب تخلیه شود، مستثنی است.

ماتریس مقایسه انواع کنسنتورهای صنعتی

سوالات متداول (FAQ)

سوال: تفاوت یک تهویه کننده و یک مبادله گرما چیست؟

A: یک تهویه کننده یک نوع مبادله گرما است، بنابراین تمایز به جای دسته بندی، وظیفه است. مبادله گرما اصطلاح کلی برای هر دستگاهی است که گرما را بین دو جریان منتقل می کند،در حالی که یک تهویه کننده به طور خاص گرمای پنهان را از بین می برد و باعث تغییر فاز از بخار به مایع می شوداین تفاوت طراحی را هدایت می کند: در یک خازن جریان گرم در دمای تقریبا ثابت باقی می ماند زیرا گرما پنهان را آزاد می کند، بنابراین تصحیح LMTD معمولا نزدیک به 1 است.0؛ فیلم تهویه، نه مایع خنک کننده اغلب مقاومت کنترل کننده است؛ و ظرف باید توزیع بخار را در سرعت ورودی بالا فراهم کند،تخلیه گمرکی و تهویه غیر گمرکی، هیچ یک از آنها در یک مبادله مایع مایع ظاهر نمی شوند. برخی از واحدها هر دو را انجام می دهند، مانند یک خنک کننده فرعی که مایع را در یک بخش غرق شده خنک می کند.

س: چرا عملکرد خلاء کندنسر به طور ناگهانی کاهش می یابد؟

پاسخ: شایع ترین دلیل آن نشت هوا است. در یک ظرف که تحت فشار جو کار می کند، هر گاسکت فلنج، دریچه دریچه، اتصال ابزار و شیشه دید یک مسیر نشت بالقوه است.و هوا که جذب می شود به جای فشرده شدن تجمع می کند.همانطور که اشاره شد، 1٪ از حجم هوا می تواند U موثر را 30 تا 50٪ کاهش دهد. دلیل دوم یک سیستم خلاء شکست خورده یا کوچک است: اژکتورهای بخار عملکرد خود را از دست می دهند هنگامی که فشار بخار یا کیفیت موتور کاهش می یابد،و پمپ های حلقه مایع ظرفیت خود را از دست می دهند زمانی که آب مهر بیش از دمای طراحی گرم شود. سومین مورد سیلاب کندنزاست است که در آن یک فاضلاب مسدود یا کم حجم مایع را به بسته باز می گرداند و منطقه کندنزا را به یک منطقه زیر خنک کننده بی فایده تبدیل می کند.اگر در حالی که جریان مایع خنک کننده و دمای ورودی بدون تغییر است، گسترش یابد، اول به دنبال نشت هوا و بعد به دنبال سیل.

س: یک تهویه کننده باید چقدر خنک کننده باشد؟

ج: برای اکثر خدمات فرآیند،۲ تا ۵ درجه سانتیگراد زیر دمای اشباع کافی است و معمولاً به طور ناخواسته با استفاده از گمرکی که از طریق بخش خنک تر بسته یا یک بخش کوچک سیل زده می شود، به دست می آید.سرد کردن بیشتر از آن گران است، زیرا در یک تفاوت دمای کوچک کار منطقی است و مساحت را به طور نامتناسبی مصرف می کند؛ هر درجه اضافی ممکن است 3-8٪ سطح بیشتری را نیاز داشته باشد.با این حال، بیشتر زیربرد به طور عمدی مشخص می شود زمانی که مهار به یک پمپ سانتریفیوژ نزدیک به نقطه جوش آن می رود، در حالی که زیربرد اضافی بیمه ارزان در برابر کاویتیشن است،یا زمانی که گردهی به فشار پایین تری در پایین جریان فلش می شود و از دست دادن فلش باید به حداقل برسدیک پمپ تهویه به طور کلی باید حداقل 5-10 °C از زیر خنک کننده دریافت کند، یا گیرنده باید برای ارائه NPSH کافی افزایش یابد.

س: چه نوع تعمیرات برای یک تهویه کننده مهم تر است؟

ج: سه فعالیت غالب است: تمیز کردن طرف آب بر اساس یک برنامه متناسب با کیفیت آب، از آنجا که یک لایه آلودگی فقط 0.5 میلی متر مقیاس می تواند U را 25-40٪ کاهش دهد؛تمیز کردن مکانیکی با برس یا آب با فشار بالا برای واحدهای پوسته و لوله معمول است، در حالی که واحدهای صفحه به صورت شیمیایی در محل تمیز می شوند.با دریچه یا سوراخ تهویه که برای انسداد بررسی می شود و سیستم خلاء که ظرفیت آن بر اساس نرخ نشت هوا شناخته شده سالانه آزمایش می شود.و تشخیص نشت، زیرا نشت لوله اجازه می دهد آب خنک کننده به سمت فرآیند یا مایع فرآیند به آب خنک کننده وارد شود، هر یک از این موارد یک رویداد آلودگی و ایمنی است.آزمایش دوره ای لوله با جریان گردشی، فشار نگه داشتن یا روش های ردیابی، رقیق شدن را قبل از اینکه به یک شکست تبدیل شود، شناسایی می کند.فشار تهویه و دمای تهویه باید همه روند به طوری که افزایش نزدیک شدن در اوایل تشخیص داده می شود.