بررسی مکانیزم شکست تیوب های مبدل تبخیر کننده متانول

پدیده ضربه قوچ حرارتی نوع خاصی از ضربه قوچ است که بندرت درمبدل های حرارتی اتفاق می افتد. در سیالات دو فازی اگر حباب های بخار در داخل کندانس احاطه شوند با توجه به پایین تر بودن دمای کندانس نسبت به بخار ، حباب ها به صورت ناگهانی متلاشی شده و در نتیجه خلاء بوجود آمده ناشی از تغییر حجم شدید فاز بخار به مایع ، کندانس ها از تمام جهات حرکت کرده با شدت زیادی به هم بر خورد می کنند. نیروی ناشی از این برخورد منجر به ایجاد تنش شدیدی بر روی جداره داخلی لوله می شود. این پدیده نوع خاصی از ضربه قوچ است که از دیدگاه مکانیک سیالات این پدیده موجی از فشار است که در اثر تغییر سرعت جریان در لوله ها ایجاد می شود. شدت خسارات ناشی از این پدیده به خصوصیات و سرعت سیال، مدول الاستیسیته و استحکام مواد، ضخامت و طول خط لوله و شدت تغییر مومنتم سیال دارد. موضوعی که در ادامه مورد بحث قرار خواهد گرفت شکست ناگهانی و همزمان 80 تیوب از 481 تیوب مبدل تبخیر کننده متانول است. وجود اختلاف شدید دمایی بین سیالات انتقال حرارت دهنده در ابتدا فرضیه شکست تیوب ها در اثر شوک حرارتی را مورد توجه قرار داد اما پس از باز شدن تجهیز و بررسی دقیق مقاطع شکست مشاهده شد که شکست از نوع شکست نرم بوده بنابراین فرضیه مذکور نمی توانست امکان پذیر باشد. با بررسی بیشتر و انجام آزمایشات و مطالعات عمیق تر عامل شکست تیوب ها ضربه قوچ حرارتی تشخیص داده شد. در این مقاله دلایل مختلف ایجاد این پدیده و راه کارهای جلوگیری از آن مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.

کلیدواژه ها:

ضربه قوچ حرارتی ، شکست ترد ، شکست نرم