تیغهای که در مسیر سیال قرار میگیرد و موجب تغییر جهت یا توقف تلاطم سیال میشود را بافل (به انگلیسی: Baffle) میگویند.
بافل یکی از اجزا راکتورهای شیمیایی یا مبدلهای حرارتی است که وظیفه ایجاد نوعی آشفتگی به منظور تغییر در شکل حرکت مایع در مخزن یا جلوگیری از سر ریز شدن مایع از داخل مخزن استفاده میشود. در رآکتور شیمیایی، بافلها اغلب به دیواره داخلی متصل شده و میزان اختلاط مواد را بالا میبرد و در نتیجه افزایش انتقال حرارت و سرعت واکنشهای شیمیایی در داخل رآکتور به وجود میآید.
بافل ها یکی از مهمترین ویژگی های ساختاری یک مبدل حرارتی پوسته و لوله هستند. این صفحات فلزی در طول مبدل حرارتی نصب شده و دارای سه نوع کارکرد هستند که هر کدام به تنهایی از اهمیت بسیار زیادی در عملکرد صحیح دستگاه برخوردار می باشد.
اولاً بافل ها ساپورت های فیزیکی برای تیوب باندل به حساب می آیند.
دوما، آنها به فضاسازی بین تیوب ها و حفظ این فضا و همچنین جلوگیری از لرزش، شکسته شدن و یا خم شدن تیوبها در هنگام وقوع ارتعاشات ناشی از تغییر در نرخ جریان یا انتقال حرارت می گردد.
نهایتاً جهت جریان را در سمت پوسته تعیین میکنند
این کاربرد آخر یعنی تعیین جهت جریان برای بهره وری و کارایی مبدل حرارتی بسیار حیاتی است و به شدت نیز متغیر می باشد.سازندگان این نوع مبدل های حرارتی گزینه های زیادی از حیث جهت ، اندازه و فاصله های بین بافل ها دارند.یکی از موضوعاتی که سازندگان باید در مورد آنها تصمیم گیری نمایند این است که جایگاه بافل ها به صورت عمودی باشد یا افقی.
بافل های افقی
بافل های افقی بسیار برای کارکردهایی که در آن ها سیال تک فاز است و در سمت پوسته جریان دارد ایدهآل هستند زیرا این نوع چیدمان از رسوب گذاری در بالا و پایین مبدل حرارتی جلوگیری به عمل می آورد.همچنین این امر موجب جلوگیری از تشکیل لایه های رسوب می گردد که به سیال گرم تر اجازه می دهد تا در ناحیه بالایی مبدل حرارتی قرار بگیرد تا بتواند با سیال سردتر مخلوط گردد.
بافل های افقی می توانند نرخ انتقال حرارتی بالاتری را به همراه داشته باشند
بافل های افقی با بسیاری از محاسبات مبدل حرارتی پوسته و لوله و با فرض اینکه بافل ها به صورت افقی نصب خواهند شد، اغلب به عنوان طراحی پیش فرض مد نظر قرار میگیرند.در تحقیقاتی که در دانشگاه اشتوتگارت به عمل آمده است، نشان داده شد که جهت گیری بافل ها تاثیر بسیار مهمی بر افت فشار و همچنین نرخ انتقال حرارت مبدل حرارتی پوسته ولوله دارد.
هنگامی که مبدل حرارتی پوسته و لوله جریان نشتی ندارد بافل های افقی عموما منافع بیشتری را بدون در نظر گرفتن جریان سمت پوسته به همراه دارند. مدل های حرارتی با بافل های افقی اغلب میتوانند نرخ انتقال حرارت بالاتری را به وجود بیاورند زیرا با این نوع طراحی فاصله متوسط بین شیرهای ورودی و خروجی و با فعل های اول و آخر طولانیتر از حالتی است که از بافل های عمودی استفاده می کنیم.
به همین دلیل میزان سیالی سمت پوسته که در طول بافل در حرکت است بیشتر است که همین امر موجب افزایش جریان بین تیوب و بافل ها می شود.
هنگامی که سیال سمت پوسته با سرعت کمتری حرکت می کند بافل های افقی می توانند جریان فرایند را منظم نگه دارند. بافل های عمودی ، مدت زمانی را که سیال در داخل پوسته باقی میماند را افزایش می دهند که این امر تاثیر منفی بر انتقال حرارت دارد.
بافل های عمودی
بافل های عمودی میتوانند فرایند ساخت مبدل های دو پاس را ساده سازی نمایند نظیر یک پوسته نوع F
این جهت گیری با فعل ها همچنین برای کاربردهایی که در آنها کندانس شدن در سمت پوسته وجود دارد بسیار ایده آل می باشد. جهت گیری عمودی همچنین به کندانسه ها اجازه می دهد که به سمت پایین و به سمت خروجی حرکت کنند و از محبوس شدن آنها توسط بافل جلوگیری می شود. طبق یافته های دانشگاه اشتوتگارت مبدل های حرارتی پوسته و لوله با جریان های نشتی عملکرد بهتری با بافل های عمودی دارند. مزیت این نوع طراحی هنگامی نمایان تر می شود که سیال سمت پوسته از نوع گازی باشد و به دلیل نرخ پراکندگی بالاتر گازها نسبت به مایعات این موضوع بسیار مورد توجه قرار می گیرد.
بافل های عمودی معمولاً هنگامی بهترین گزینه هستند که افت فشار کمی مورد نیاز است
افت فشار دیده شده در مبدل های حرارتی با جریان نشتی و بافل های افقی بسیار بزرگتر از مبدلهای حرارتی با جریان نشتی و بافل های عمودی می باشد .به همین دلیل برای مبدل های پوسته و لوله ای که هدفشان کمینه کردن افت فشار است بافل های عمودی بهترین گزینه می باشد .
یافته های دانشگاه اشتوتگارت همچنین نشان میدهد که این نوع قرار گیری بافل ها اگر با برش هایی ۳۰ درصدی از قطر پوسته همراه گردن کمترین میزان افت فشار را دارد.
در همین حال بالاترین افت فشار در بافل های افقی که دارای برشی به میزان ۲۰ درصد قطر پوسته بودند دیده شد.
روشی که بافل ها در داخل مبدل حرارتی پوسته و لوله نصب می شوند تاثیر مستقیمی بر نرخ انتقال حرارت و افت فشار این دستگاه خواهد گذاشت. اما با اینحال انتخاب روشی که بافل در داخل پوسته قرار می گیرد بستگی به کاربرد مبدل حرارتی، ویژگیهای فرآیندی که در آن مورد استفاده قرار گرفته است و اثرات مطلوب آن، دارد.
هر کدام از کاربردهای متفاوت مبدل نیاز به طراحی خاص خود داشته باشند و همین امر باعث شده است که واحد طراحی و مهندسی گروه صنعتی نسیم مبدل با بهره گیری از دانش روز دنیا و آخرین تکنولوژی های این صنعت اقدام به طراحی و ساخت مبدل های سفارشی برای کاربردهای خاص مشتریان گرامی نماید.
جهت دریافت مشاوره فنی و استعلام قیمت می توانید از طریق لینک زیر نسبت به ارسال درخواست خود و یا تماس با واحد فروش گروه صنعتی نسیم مبدل اقدام نمایید.