بررسی و مقایسه کارایی مبدل های پیچشی از نوع لوله پوسته با نمونه های رایج در صنعت

امروزه مبدل های حرارتی با گونه های متنوع در صنعت استفاده می شوند و نمونه های مبدل پوسته - لوله به طور گسترده در پالایشگاه، پتروشیمی و نیروگاه ها کاربرد دارند . این مبدل ها دارای برخی محدودیت ها و مشکلات می باشند و همین موضوع دلیلی برای مطالعات کاربردی، اصلاح و طراحی جدید به منظور ارائه ی پیشنهادهای سازنده می باشد. از مبدل های پوسته- لوله فقط در زمانی استفاده می شود که بازدهی ۰۶ تا ۰۶ % مورد انتظار باشد. این در حالی است که یک مبدل صفحه ای می تواند به بازدهی بیش از ۰۶ % و یک مبدل صفحه- پره به بازدهی ۰۰ % برسد. در مبدل های پوسته-لوله، بافل در سمت پوسته به کار می رود که باعث ایجاد جریان متقاطع و عبور سیال از روزنه های لوله ها می گردد، همچنین وجود بافل ها باعث ایجاد نواحی مرده می شود. درنتیجه کاهش انتقال حرارت افزایش رسوب گرفتگی و خوردگی را در پی دارد. یکی دیگر از معایب مبدل های پوسته-لوله ای وجود ارتعاشات می باشد. در مبدل های حرارتی با لوله ی پیچشی بیشتر مشکلات مربوط به انواع معمول مبدل های پوسته - لوله ای بر طرف شده است. همچنین استفاده از مبدل های پیچشی از لحاظ هزینه، دارای صرفه ی اقتصادی می باشد و کاهش ۰۶ درصدی هزینه ها را ممکن می سازد. در این پژوهش مقایسه مبدل های ساده لوله – پوسته و پیچشی مورد مطالعه قرار گرفته است. مبدل های پیچشی یک فناوری جدید است که باعث افزایش سرعت انتقال حرارت، کاهش میزان رسوب، افزایش افت فشار در لوله و کاهش ارتعاش می گردد. نتایج تحقیقات در این مطالعه نشان می دهد افت فشار در لوله های پیچشی نسبت به لوله های مسطحتا حدود ۰۶ درصد افزایش می یابد که علت این امر پیچشی بودن مسیر جریان می باشد. همچنین نسبت ابعاد لوله بزرگتر و گام های پیچش کوچکتر باعث بالاتر رفتن ضریب انتقال حرارت می شود. در واقع این موضوع می تواند منجر به تلاطم بیشتر و اختلاط موثر، برای رسیدن به عملکرد بهتر در خصوص انتقال حرارت گردد. در خصوص رسوب گرفتگی برداشتن بافل ها باعث حذف نقاط مرده می گردد که منجر به کاهش میزان رسوب گرفتگی می شود. در مبدل های پیچشی به علت پیچش لوله ها در بخش لوله، این چیدمان تقریبا بدون لرزش است و ارتعاش را به عنوان یک محدودیت برطرف می سازد.

کلیدواژه ها:

مبدل حرارتی ، مبدل پوسته-لوله ، لوله پیچشی ، لوله مارپیچ- تاپیکو- پتروشیمی فن آوران