کاهش مصرف انرژی در مبدل های حرارتی با استفاده از تربولاتور

در فرآیندهای شیمیایی، مهمترین بخشی که مستقیماً با مصرف انرژی ارتباط می یابد، مبدل های حرارتی می باشند. تاکنون همواره تلاش شده است تا مبدل هایی طراحی گردند که ضمن داشتن حداکثر بازدهی، در کارکردهای بلندمدت، کمترین مشکلات عملیاتی را داشته باشند. اصولاً مبدل های حرارتی، به خصوص از نوع پوسته- لوله ای( Shell-and-Tube) دارای دو مشکل عملکرد پایین حرارتی(Thermal Deficiency)و جرم گرفتگی داخل لوله ها(Fouling) ، به خصوص در هنگام کارکرد با سیالات کثیف یا حساس به دما می باشند.می دانیم که ضریب انتقال حرارت در جریان آشفته(Turbulent) و نیز جریان آشوبناک (Chaotic) ، بیش از ضریب انتقال حرارت در جریان آرام است، پس هر ابزاری که کمک کند جریان به سمت آشفته شدن یا آشوبناک شدن پیش رود باعث افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی می شود.در این مقاله کاربرد تربولاتور درون مبدل های حرارتی پوسته - لوله بررسی شده است.وقتی از تربولاتور درون لوله استفاده شود با افزودن یک مولفه سرعت که می تواند پایداری جریان را در معرض خطر قرار دهد،جریان به سمت آشفته شدن پیش برده و باعث افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی می گردد. توربولاتور با ایجاد اغتشاش در جریان و از بین بردن لایه مرزی ، ضریب انتقال حرارت راافزایش داده ، از رسوب سیال بر سطح داخلی لوله جلوگیری می کند و باعث طولانی تر شدن زمان عبور جریان سیال در لوله می شود، در نتیجه سیال مدت زمان بیشتری در تماس با سطح تبادل حرارتی قرار می گیرد و میزان انتقال حرارت افزایش می یابد.

کلیدواژه ها:

جریان آشوبناک ، ضریب انتقال حرارت جابجایی ، تربولاتور ، لایه مرز