nasimadmin بدون دیدگاه

بافل ها نقش مهمی در بهبود انتقال حرارت بین دو سیال در مبدل های حرارتی ایفا میکنند و انواع مختلفی از آنها در این صنعت مورد استفاده قرار گرفته‌اند.یکی از مهمترین اهداف طرح های نوآورانه ی بافل این بوده كه با وجود افزایش انتقال حرارت در مبدل، میزان اختلاف فشار جریـان در سمـت پوسـته در حـد متناسب و منطقی باقی بمــاند. یکی از رایج ترین انواع این نوع بافل‌ها یعنـی بافل های معمولی، طوری طراحی شده اند که سیال درون پوسته در یك مسیر زیگزاگ حرکت نموده و با مسیری پرپیچ و خم از روی لوله‌ها عبور میکند. این ویژگی موجب میشود كه بعلت افزایش آشفتگی و یا به عبارتی اختلاط محلی جریان در سمت پوسته، انتقال حرارت بهبود یابد. با توجه به تلرانس های مکانیکی ساخت، مبدل های حرارتی با بافل های معمولی ، مقدار قابل ملاحظه‌ای جریان های نشتی و جریانهای میانبر دارند که این نشتی در بین بافل و پوسته و یا لوله‌ها پراکنده شده است. این جریانهای نشتی و میانبر از عوامل اصلی کاهش  دبی موثر جریان در اطراف تیوب باندل است و در نتیجه ضریب انتقال حرارت سمت پوسته نیز بالطبع كاهش می یابد. اگر چه عبور جریان با دبی زیاد از روی تیوب باندل از منظر بهبود انتقال حرارت مطلوب است اما این موضوع می‌تواند باعث ارتعاش شدید لوله‌ها در اثر عبور جریان شود در نتیجه به سهم خود موجب كاهش عمر كاركرد مبدل حرارتی شده و در نهایت منجر به از كار افتادن آن خواهد شد.

موارد کاربرد بافل های مارپیج بجای بافل های معمولی

طبق تحقیقات آزمایشگاهی صورت پذیرفته توسط محققان، استفاده از بافل های مارپیچ تاثیر بسزائی در بهبود و افزایش راندمان حرارتی و کاهش رسوبگذاری مبدل حرارتی با شرایط فرآیندی یكسان دارد. بافل های معمولی خود ازعوامل مهم ایجاد رسوب در سمت پوسته در داخل مبدل های حرارتی هستند زیرا خود باعث ایجاد جریانهای ورتکس و همچنین پایین آمدن سرعت سیال در سمت پوسته این نوع از مبدل های حرارتی می‌شوند. برای رفع این مشکل، روشهایی وجود دارد که یکی از این روشها، استفاده از بافل های مارپیچی به جای بافل های معمولی است که با تغییر جریان سمت پوسته، میزان رسوب را در حد قابل توجهی کاهش می‌دهد.   بررسی‌ها نشان‌‌ می‌دهد که در مبدلهایی که دارای بافل های مارپیچ برای تمامی زوایای مارپیچ و افت فشار یكسان هستند، ضریب انتقال حرارت بیشتر از مبدل با بافل های معمولی خواهد بود. نکته قابل توجه در اینجاست که ضریب انتقال حرارت ماکزیمم در حالتی اتفاق می افتد كه زاویه مارپیچ بافل‌ها برابر 40 درجه باشد.   شکل(2): نحوه آرایش و چگونگی ایجاد جریانهای گردابی در بافل های معمولی برای اجتناب از ایجاد شدن این نوع جریان های گردابی و یكنواخت ساختن پروفیل سرعت سیال سمت پوسته، بافل های مارپیچ در ساخت مبدل های حرارتی به کار می روند. این نوع بافل‌ها به دلیل نوع و شکل ویژه ای که دارند، باعث ایجاد سرعت یکنواخت در سمت پوسته شده و همچنین باعث می شوند که رسوب درسمت پوسته کاهش یابد. این نوع بافل‌ها باعث‌‌ افزایش مدت عملکرد مبدل های حرارتی بدون نیاز به تمیز کردن، بین دو تا سه برابر مبدل های حرارتی با بافل های معمولی می شود.  

شکل :(3) نحوه آرایش و شکل جریان در بافلهای مارپیچ

طراحی مکانیکال بافل مبدل های حرارتی Helical (مارپیچ )

این نوع بافلها به شكل قطاعی از یك بیضی طراحی شده اند تا در كنار هم، سطحی را شبیه به یك مارپیچ بوجود آورند. این نوع بافل‌ها همان بافل های مارپیچ (Helixchanger) نامیده می‌شوند و هر كدام از بافل‌ها  1/4 بصورت زاویه دار نسبت به محور مبدل حرارتی قرار داده می‌شوند و این قابلیت ویژه را دارند كه بوسیله آنها می‌توان به شرایط مطلوب جریان در سمت پوسته یعنی جریان كاملا غیرمختلط دست یافت

مزایای بافل های مارپیچ

بافل های مارپیچ جایگزین بسیار مناسبی برای بافل های معمولی می‌باشند زیرا بسیاری از مشكلاتی را كه در بالا برای بافل های معمولی ذكر شد، كاهش داده یا بطور كلی از بین می‌برند. بعضی از مزیت هایی كه بافل های مارپیچ در اختیار می‌گذارند عبارتند از: 1-  بهبود انتقال حرارت سمت پوسته  2-  كاهش افت فشار سمت پوسته به ازای یك دبی جریان مشخص  3-  كاهش اثرات ناشی از جریانهای میانبر  4-  كاهش رسوب گذاری در سمت پوسته و جلوگیری از ارتعاشات القا شده توسط جریان 

کاربرد مبدل های حرارتی مارپیچی

استفاده از مبدل حرارتی با بافلهای مارپیچ با نام تجاری (Helixchanger) در مواردی كه ضریب انتقال حرارت سمت پوسته كنترل كننده باشد و یا در مواردی كه كاهش افت فشار سمت پوسته مطلوب باشد، بسیار سودمند خواهد بود. همچنین در مواردی كه سیال سمت پوسته خاصیت رسوب گذاری قابل توجهی داشته باشد و یا ارتعاشات دسته لوله‌ها بر اثر جریان راه حل بسیار مفیدی پوسته مطرح باشد استفاده از خواهد بود. کاربردهای رایج این تكنولوژی عبارتند از:  1- صنایع پتروشیمیایی و پالایشگاهی  – نفت خام / واحدهای تقطیر خلائی  – واحدهای كراكینگ Hydro-tresting ,ThermalConversion – تولید هیدروژن / واحدهای خالص سازی  – واحدهای تولید اتیلن  2- صنایع فرآیندهای شیمیایی  – فرآیندهای حساس به درجه حرارت  – ارزیابی حرارتی Feed/Effuent 3- صنایع نیروگاهی  – نیروگاه های سیكل تركیبی  – سیستم های حرارت منطقه ای  4- صنایع چوب و كاغذ  5- واحدهای بازیاب حرارتی وكولینگ  

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *