9312

تعويض يك مبدل پوسته و لوله با يك مبدل صفحه‌اي واشردار و مقايسه عملكرد و هزينه‌ها

كارشناسي

مهندسي مكانيك

1403

دكتر سپهر صنايع

1403/07/22

مهندسي مكانيك

Replacement of a Shell and Tube Heat Exchanger with a Gasketed Plate Heat Exchanger: Performance and Cost Comparison

امروزه با توجه به كاربرد فراوان مبدل‌هاي حرارتي در صنايع گوناگون شامل نيروگاه‌ها، پتروشيمي‌ها، صنايع غذايي و ...، طراحي و انتخاب نهايي مبدل حرارتي ارزش بسيار بالايي دارد. مبدل‌هاي پوسته و لوله كه داراي طيف وسيعي از كاربرد‌ها مي‌باشند، نسبت‌هاي بزرگي از سطح انتقال گرما به حجم را فراهم مي‌آورند و به آساني تميز مي‌شوند. اين مبدل‌هاي حرارتي مي‌توانند براي فشارهاي زياد سيال سمت پوسته و شرايط عملكردي با اختلاف فشار قابل توجه بين سيال گرم و سيال سرد طراحي شوند. مبدل‌هاي صفحه‌اي واشردار نيز كه كاربرد گسترده آن‌ها در صنايع غذايي مي‌باشد، اخيرا بشدت بعنوان جايگزيني براي مبدل پوسته و لوله در برخي شرايط عملكردي، مورد توجه قرار گرفته‌اند. مبدل صفحه‌اي واشردار كه اساس طراحي آن‌ها تا حدودي نسبت به مبدل پوسته لوله خاص‌تر و پيچيده‌تر مي‌باشد، بدليل سهولت در امر پاكسازي و همچنين راندمان گرمايي بسيار بالا، در عين هزينه كل كمتر، تبديل به يك گزينه بسيار مناسب براي جايگزيني مبدل پوسته لوله شده است. براي كاربردهاي انتقال گرماي مايع – مايع در فشارهاي كم و متوسط، اين موضوع پررنگ‌تر مي‌باشد. ابتدا بر اساس ويژگي سيالات موجود و داشتن يك مبدل پوسته لوله از قبل طراحي شده و در حال كار، مبدل صفحه‌اي واشردار طراحي مي‌شود. براي نيل به اين هدف توجه ويژه‌اي به شبيه‌سازي نرم افزاري شده است. در آخر مقايسه‌اي از نظر كارايي گرمايي و هزينه‌ها صورت مي‌گيرد. مشاهده شد كه مبدل صفحه‌اي واشردار تحت همان شرايط عملكردي مبدل پوسته و لوله، ضمن نياز به مساحت كمتر، ضريب انتقال گرمايي حدود 2.5 برابر دارد و تا بيش از 50 درصد هزينه‌ها را كاهش مي‌دهد.

مبدل پوسته و لوله , مبدل صفحه‌اي واشردار , تحليل گرمايي , شبيه‌سازي نرم‌افزاري