انواع مبدل حرارتی (Heat Exchanger )

مبدل گرمایی یا مبدل حرارتی ( Heat exchanger) وسیله ای است که برای انتقال حرارت مؤثر بین دو سیال (گاز یا مایع) به دیگری استفاده می‌شود.

عموما تجهیزات حرارتی در سیستم های فرآیندی مثل پالایشگاه ها به دو دسته کلی تقسیم می شوند.

• کوره (Furnace)
• مبدل حرارتی (Heat Exchanger)

فرق کوره و مبدل حرارتی در منبع گرمایشی است، یعنی اینکه منبع گرمایشی در کوره سوخت های مایع و گازی است. در حالیکه در مبدل حرارتی منبع گرمایشی سیال گرم است.

در کوره با توجه به نوع منبع گرمایشی مکانیزم انتقال حرارت به صورت جا به جایی (Convection) و تشعشعی (Radiation) توام می باشد، حال آنکه مکانیزم انتقال حرارت در مبدل حرارتی فقط جا به جایی (Convection) است.

heat-exchanger

شبیه سازی مبدل حرارتی فشرده : مبدل حرارتی فشرده در انواع مختلف از فرآیند ها کاربرد دارد. در این نوع مبدل ها، برای افزایش نرخ  انتقال حرارت نیاز به حجم و وزن کمتر در مقایسه با انواع مختلف مبدل حرارتی دارد.

از معایب اصلی این مبدل فشار بالا می باشد. انتخاب مناسب برای کارکرد در شرایطی است که نیاز به سرعت انتقال حرارت بالا در یک حجم محدود می باشند. برای بهبود شرایط کارکرد این مبدل ها معمولا تغییرات در قسمت سیال هوا اعمال می گردد.

برای بهبود سرعت انتقال حرارت راهکارهای مختلفی مانند افزودن باله در قسمت سیال هوا، استفاده از ژنراتور برای تولید گرابه و چرخش سیال و استفاده از مواد جدید استفاده می گردد.

هدف از این آموزش بررسی افت فشار و مشخصات انتقال حرارت برای جریان آمونیاک در یک مبدل حرارت فشره می باشد.

تعریف مساله شبیه سازی مبدل حرارتی فشرده

طرح هندسی دو بعدی مبدل حرارتی در زیر نشان داده شده است(ابعاد میلی متر). در این شکل شرایط مرزی تقارن در سطح بالا و پایین اعمال شده است.