بررسی مبدل های حرارتی گرافیتی در word

فهرست مطالب
مقدمه                                                                                                                               1
1-  گرافیت به عنوان ماده سازنده مبدل حرارتی                                                                            1
2- مبدل پوسته و لوله                                                                                                           3
2-1- قسمت¬های اصلی مبدل¬های پوسته و لوله                                                                            4
2-1-1- لوله¬ها                                                                                                                    4
2-1-2- پوسته                                                                                                                    4
2-1-3- صفحات لوله¬ها                                                                                                         5
2-1-4- کانال                                                                                                                     5
2-1-5- تیغه¬ها                                                                                                                   6
2-1-5-1- فاصله تیغه¬ها                                                                                                        6
2-1-5-2- برش تیغه¬ها                                                                                                         6
2-1-6- سر پوسته                                                                                                               7
2-2- جریان در لوله¬ها و پوسته                                                                                                7
2-3- انواع مبدل¬های لوله و پوسته                                                                                            8
2-3-1- مبدل¬های سر ثابت                                                                                                    8
2-3-2- مبدل¬های سر شناور                                                                                                   9
2-3-3- مبدل با لوله¬های U شکل                                                                                            9
2-3-4- مبدل¬های دو لوله¬ای                                                                                                 10
2-4- مبدل¬های گرافیتی پوسته و لوله                                                                                      11
3- مبدل¬های حرارتی نوع بلوکی                                                                                             13
3-1- نوع مکعبی و مکعب مستطیلی                                                                                        13
3-2- نوع استوانه¬ای                                                                                                            14
4- مبدل¬های حرارتی صفحه¬ای                                                                                               16
4-1- مبدل حرارتی لاملا                                                                                                     16
4-2- مبدل حرارتی مدار چاپی                                                                                              17
4-3- مبدل حرارتی مارپیچ                                                                                                   18
4-4- مبدل حرارتی صفحه¬ای واشردار                                                                                      19
4-5- مبدل حرارتی صفحه¬ای بدون واشر                                                                                  21
4-6- تبخیرکننده¬های صفحه¬ای                                                                                             22
4-7- مبدل حراتی صفحه¬ای وایدگپ                                                                                       23
4-8- مبدل حرارتی گرافیتی صفحه¬ای                                                                                     24
5- محدودیت استفاده از مبدل¬های گرافیتی                                                                               25
6- نتیجه گیری                                                                                                                 25
7- شرکت¬های تولید کننده مبدل حرارتی در ایران                                                                       26
مراجع                                                                                                                             26


فهرست اشکال
شکل 1. مبدل حرارتی پوسته و لوله                                                                                           3
شکل2. جریان در لوله¬ها و پوسته در یک مبدل پوسته و لوله                                                             7
شکل3. مبدل حرارتی پوسته و لوله سرثابت                                                                                 8
شکل 4. مبدل حرارتی پوسته و لوله با لوله¬های U شکل                                                                10
شکل5. مبدل حرارتی دو لوله¬ای                                                                                             11
شکل6. مبدل گرافیتی پوسته و لوله                                                                                         12
شکل 7. مبدل حرارتی نوع مکعبی                                                                                           13
شکل 8. مبدل حرارتی گرافیتی نوع استوانه¬ای                                                                             15
شکل9. مبدل حرارتی لاملا                                                                                                   17
شکل10. مبدل حرارتی مدار چاپی                                                                                          18
شکل 11. مبدل حرارتی مارپیچ برای تبادل حرارتی بین دو مایع                                                      18
شکل12. نحوه عبور جربان در مبدل حرارتی مارپیچ                                                                      19
شکل13. مبدل حرارتی صفحه¬ای واشردار                                                                                  20
شکل14. چند طرح متفاوت از بزجستگی روی صفحات                                                                  20
شکل15. کانال¬های عبور جریان در مبدل حرارتی صفحه¬ای بدون واشر                                               21
شکل16. اتصالات بین صفحه¬ای در مبدل حرارتی صفحه¬ای با صفحات کاملاً جوش داده شده                    22
شکل17. تبخیر کننده¬ی صفحه¬ای                                                                                           23
شکل18. چیدمان صفحات در مبدل حرارتی واید گپ                                                                   24


مقدمه:
در بسیاری از فرآیندهای صنعتی مانند فرآیندهای شیمیایی، فرآیندهای پتروشیمی، فرآیندهای دارویی، بازیافت سیالات مضر و خطرناک برای حفاظت از محیط زیست و.... جریانات خورنده وجود دارد. در این گونه فرآیندها مبدل¬های حرارتی، تجهیزاتی ضروری به شمار می¬روند[2،1].
به طور کلی مبدل حرارتی دستگاهی است که برای انتقال حرارت موثر بین دو سیال (گاز یا مایع) استفاده می‌گردد. در واقع به منظور سرد یا گرم کردن یک سیال به وسیله سیال دیگر بدون استفاده مستقیم از دستگاه-های مولد سرما یا گرما از مبدل¬های حرارتی استفاده می¬شود[9،2،1].
از طرف دیگر پدیده خوردگی یکی از مشکلات اساسی مبدل¬های حرارتی در پروسه¬های صنعتی است. آلیاژهای با گرید بالا و فلزات خاص، در بسیاری مواقع مقاومت خوبی در برابر خوردگی نشان می¬دهند. اما مواقعی وجود دارد که در استفاده از این مواد با محدودیت رو برو هستیم. چراکه فلزات و آلیاژها بخصوص در دماهای بالا در برابر خوردگی بسیار آسیب پذیر هستند. مواد غیر فلزی هم نظیر تفلون، شیشه و... به دلیل انتقال حرارت کم و خواص مکانیکی خاص، کاربردهای محدودی در مبدل¬های حرارتی دارند[2،1].
یکی از راه حل¬های این مشکل استفاده از گرافیت است. گرافیت در صنایع مختلف جهت مقابله با خوردگی به گستردگی استفاده می¬شود. داشتن ویژگی¬های خاص شیمیایی، هدایت حرارتی بالا و قابلیت بالای ماشین کاری، آن را برای استفاده در مبدل حرارتی مناسب کرده است. در واقع مبدل¬های حرارتی گرافیتی، به دلیل خواص خاص و منحصر به فرد گرافیت، در میان مبدل¬های غیر فلزی جایگاه ویژه¬ای دارند. کاربرد آنها گستره وسیعی نظیر گرمایش و سرمایش اسیدها، واکنش¬های الکترولیت¬ها، بازیافت سیالات اتلافی مضر و خطرناک و صنایع مختلفی نظیر صنایع شیمیایی، پتروشیمی، شیشه سازی، کاغذ سازی، فولاد و... را شامل می¬شود. در این مقاله خلاصه¬ای از خواص گرافیت، انواع مبدل¬های گرافیتی، مزایا، معایب و محدودیت¬های استفاده از این مبدل¬ها ارایه خواهد شد[2،1].

مراجع:
[1] داوودی، ساسان، کریمی، مهدی، "مبدل¬های حرارتی گرافیتی برای سرویس¬های با خورندگی بالا"، مبدل گرمایی (31)، شرکت گرما مبدل کیمیا، 1390.
 [2]E.A.D saunders , " Heat Exchangers : Selection , Design and Construction " , Longman Scientific & Technical , 1988.
[3] DIABON® Shell and Tube Heat Exchangers. Process Technology. SGL Carbon Group.
[4] DIABON® Block Heat Exchangers. Process Technology. SGL Carbon Group
[5] Cubic Exchangers made of GRAPHILOR®. Groupe Carbone Lorraine.
[6] Polyblock Heat Exchangers in GRAPHILOR®. Groupe Carbon Lorraine.
[7] DIABON® LICUFLON® Plate Heat Exchangers Superior by Design. Process Technology. SGL Carbon Groupe
[8] فرشیدیان¬فر، انوشیروان، واقعی، یاسمن،" مبدل¬های حرارتی صفحه¬ای فناوری نوین صنعتی"، مهندسی مکانیک (85)، سال بیست و یکم، انجمن مهندسان مکانیک ایران، 1391.
[9] Shah, R.K. and Sekulic, D.P., Heat Exchangers, in “Handbook of Heat Transfer”, ed. W.M.  ohsenow, J.P. Hartnell, and Y.I. Cho, 3rd Ed, McGraw Hill, New York, NY, chapter17, 1998.
[10] Kakac, S. and Liu, H., Heat Exchangers: Selection, Rating and Thermal Design, 2nd Ed, CRC Press, Boca Raton, FL, 2002.
[11] Lieke, W. and Sundén, B. and Manglik, R. M., Plate Heat Exchangers Design, Applications and  erformance, 1st Ed, WIT Press, Southampton, Boston, 2007.
[12] Hun K., In and Cheon, H. NO, Thermal hydraulic performance analysis of a printed circuit heat exchanger using a helium–water test loop and numerical simulations, Applied Thermal Engineering, Vol. 31, pp. 4064-4073, 2011.
[13] Tsuzuki, N. and Kato, Y. and Ishiduka, T., High performance printed circuit heat exchanger Original Research Article, Applied Thermal Engineering, Vol. 22, pp. 1702-1707, 2007.
[14] Kuppan, T., Heat Exchanger Design Handbook, 1st Ed., CRC Press, 2000.
[15] Manglik, R.M. and Muley, A., Heat Transfer and Pressure Drop Characteristics of Plate-and-Frame Heat Exchangers: A Literature Review, Report No. TFL-Int-1, University of Cincinnati, Cincinnati, OH, 1993.
[16] Gupta, J.P., Fundamentals of Heat Exchanger and Pressure Vessel Technology, Hemisphere, Washington, DC, 1986.
[17] Heat exchangers, Centrifugal separators, Pumps, online available at: www.alfalaval.com/Pages/default.aspx, retrieved at: 02-12-2012.
[18] Al-Hawaj, O., A study and comparison of plate and tubular evaporators Desalination, Vol. 125, pp. 233-242, 1999.
[19] Rau, K.S.N., and Jagdish, C.B., Plate Heat Exchangers and Their Performance, in Low Reynolds Number Flow Heat Exchangers, ed., S. Kakac, R.K. Shah, and A.E. Bergles, Hemisphere, Washington, DC, pp. 899- 912, 1983.
[20] Cowen, C.T., Choosing Materials of Construction for Plate Heat Exchangers- I, II, in Process Heat Exchange, ed. V. Cavaseno, McGraw- Hill, New York, 1980.
[21] Kulesus, G., Select the Right Gasket for Plate Heat Exchangers, Chemical Engineering, Vol.99, No.9, pp.167-170, 1992.