حواجز مبادل الحرارة

أنواع مبادلات الحرارة ذات اللوحات

مبادلات الحرارة ذات اللوحات هي مكونات نظام مبادل حراري توفر الدعم للأنابيب. تُستخدم هذه اللوحات لخلط السوائل، وتوجيه تدفق السوائل العاملة، وتقليل اهتزاز أنابيب مبادل الحرارة، ومنع انسداد الأنابيب وتآكلها. يوضح الجدول أدناه أنواع اللوحات المختلفة المستخدمة في مبادلات الحرارة، مع خصائصها.

• لوحة متقاطعة

  اللوحات المتقاطعة هي لوحات مستقيمة تكون عادةً عمودية على الأنابيب. يقوم مصنعو مبادلات الحرارة بوضعها بين أنابيب مبادل الحرارة. الغرض الأساسي من اللوحات المتقاطعة هو زيادة اضطراب السوائل واتجاه تدفقها. وغالبًا ما يؤدي ذلك إلى نقل حراري أكثر فعالية. كما تقلل اللوحات المتقاطعة من الحركة المحورية للسائل. وهذا يضمن بقاء السائل في مسارات التدفق المحددة.

• لوحة منفصلة

  اللوحات المنفصلة هي لوحات توجد بشكل منفصل عن الأنابيب. عادةً ما يضعها مصنعو مبادلات الحرارة بين حزم الأنابيب. الغرض الأساسي من اللوحات المنفصلة هو منع التلوث المتبادل بين السوائل العاملة. كما تُحسّن اللوحات المنفصلة كفاءة نقل الحرارة من خلال تعزيز اضطراب السائل وتقليل تجاوز السائل.

• لوحة الرياح

  تكون لوحات الرياح غالبًا عبارة عن ألواح مسطحة موضوعة بزاوية داخل مبادل حراري أفقي. يضع المصنعون هذه اللوحات المائلة على طول محور حزمة الأنابيب. تساعد لوحات الرياح على التحكم في تدفق السوائل عبر الأنابيب. كما تقلل من الوقت الذي يقضيه السائل في مبادل الحرارة، خاصةً في المناطق ذات الاضطراب المنخفض للسائل. من خلال القيام بذلك، تُحسّن لوحات الرياح كفاءة نقل الحرارة وتقلل من انخفاض الضغط.

• لوحة مزدوجة

  اللوحة المزدوجة هي لوحة واحدة ذات دائرتين منفصلتين. غالبًا ما تكون ألواحًا دائرية ذات ثقب في المنتصف ملحومة بشكل دائم على أنابيب مبادل الحرارة. يستخدمها المصنعون بشكل أساسي للتحكم في اتجاه تدفق السوائل العاملة. كما تُحسّن اللوحات المزدوجة كفاءة نقل الحرارة. وتفعل ذلك من خلال زيادة اضطراب السائل وتقليل تجاوز السوائل.

• لوحة متباعدة

  كما يوحي الاسم، تشير اللوحات المتباعدة إلى اللوحات ذات المسافات الكبيرة بينها. اعتمادًا على متطلبات نقل الحرارة وحدود انخفاض الضغط، قد يباعد مصنعو مبادلات الحرارة بين هذه اللوحات أو يقربها من بعضها البعض. غالبًا ما تُستخدم اللوحات المتباعدة في مبادلات الحرارة ذات الأنابيب ذات القطر الأكبر. تُستخدم هذه اللوحات لتقليل انخفاض الضغط وتحسين كفاءة نقل الحرارة.

مواصفات وصيانة مبادلات الحرارة ذات اللوحات

فيما يلي بعض المواصفات الرئيسية مع تفاصيل صيانة مبادلات الحرارة ذات اللوحات المقابلة:

• الترتيب

  اتباع خطة الصيانة الموصى بها من قبل المصنعين. تشمل الصيانة الروتينية تنظيف الجهاز وتفتيشه مرة واحدة على الأقل كل ثلاثة أشهر. ومع ذلك، لمتابعة جدول الصيانة بشكل أكثر ملاءمة، يجب على المستخدمين مراعاة عوامل مثل نوع مبادل الحرارة، وتطبيقه، والمادة التي تُبادل الحرارة بينها. إذا كان الجهاز يعمل في بيئة قاسية أو ذات كثافة عالية، فقد تكون هناك حاجة إلى صيانة أكثر تكرارًا.

• المادة

  يجب على المشغلين دائمًا استخدام منتجات كيميائية متوافقة مع آلة لوحات مبادل الحرارة عند التنظيف. يمكن أن يؤدي استخدام المنتجات غير المتوافقة إلى تلف لا يمكن إصلاحه للجهاز. بعد تنظيف مبادل الحرارة، يجب إجراء فحص شامل لتحديد علامات البلى والتلف الأكثر شيوعًا. تشمل هذه العلامات التآكل، والتسرب، والضوضاء غير العادية. يجب إصلاح أي ضرر أو بلى يتم ذكره أعلاه على الفور لتحسين كفاءة الجهاز وإطالة عمره.

• الضغط

  يجب على المستخدمين الحفاظ على ضغط التشغيل للوحات مبادل الحرارة وفقًا لتوصيات المصنع. يمكن أن يؤدي التشغيل عند ضغط أعلى إلى التلف، و أسوأ من ذلك، الحوادث. يجب على المشغلين التأكد دائمًا من إغلاق جميع المكونات بإحكام لمنع التسرب والحفاظ على ضغط التشغيل الموصى به.

• درجة الحرارة

  مثل ضغط التشغيل، يجب على المستخدمين التأكد من أن درجة حرارة التشغيل لمبادل الحرارة ذات اللوحات تقع ضمن النطاق الذي حدده المصنع. يمكن أن تؤدي الحرارة المرتفعة للغاية إلى التشوهات والحروق والأضرار الأخرى.

  إذا لم يكن المستخدم سيتفاعل مع الجهاز لفترة طويلة، فيجب تخزينه بشكل صحيح. على سبيل المثال، يجب تغطية جميع مداخل ومخارج الجهاز للحفاظ على الملوثات بعيدًا. كما يجب تخزين مبادل الحرارة في مكان جاف ونظيف بعيدًا عن أشعة الشمس المباشرة.

سيناريوهات مبادلات الحرارة ذات اللوحات

تُستخدم مبادلات الحرارة ذات اللوحات على نطاق واسع في مختلف الصناعات في جميع أنحاء العالم نظرًا لفعاليتها في نقل الحرارة بين سائلين. فيما يلي بعض سيناريوهات الاستخدام النموذجية.

• الصناعة البتروكيماوية:

  تُستخدم مبادلات الحرارة ذات اللوحات لتكرير النفط الخام إلى منتجات متنوعة مثل الديزل والبنزين ووقود الطائرات وزيت التدفئة والكاز. الهدف الرئيسي من هذه المبادلات هو إزالة الحرارة الزائدة المنتجة أثناء التفاعل الكيميائي والحفاظ على درجة الحرارة الصحيحة للحصول على أداء مثالي.

• صناعة الأغذية والمشروبات:

  تُستخدم مبادلات الحرارة ذات اللوحات لمعالجة وتطهير وتبريد منتجات الأغذية والمشروبات المتنوعة مثل العصير ومنتجات الألبان وحساء المكثف. تساعد هذه العملية على القضاء على الكائنات الحية الدقيقة الضارة وإطالة عمر الصلاحية.

• الصناعة الدوائية:

  تُعد مبادلات الحرارة ذات اللوحات شائعة في الصناعة الدوائية. تُستخدم في إنتاج اللقاحات والمضادات الحيوية والأدوية. في هذه التطبيقات، يكون التحكم الدقيق في درجة الحرارة ونقل الحرارة الفعال ضروريًا لضمان الامتثال للمعايير واللوائح الصارمة في الصناعة.

• توليد الطاقة:

  في صناعة توليد الطاقة، تُستخدم مبادلات الحرارة ذات اللوحات في توربينات البخار التي تولد الكهرباء. تُستخدم هنا لتكثيف البخار في ماء التبريد قبل ضخه مرة أخرى إلى الغلاية. يمكن أيضًا استخدام مبادلات الحرارة لاسترداد الحرارة المهدرة لتحسين الكفاءة.

• الزراعة:

  في الزراعة، تُستخدم مبادلات الحرارة ذات اللوحات عادةً في مرافق الإسكان الحيواني مثل مزارع الخنازير ودجاج، والأقفاص، والبيوت البلاستيكية كطريقة لنقل الحرارة. الهدف الرئيسي هو تحسين كفاءة الطاقة في هذه المرافق وتقليل تكاليف التدفئة.

كيفية اختيار مبادلات الحرارة ذات اللوحات

يولي كل من مشتري الشركات والمستخدمين النهائيين المزيد من الاهتمام بأداء ومتانة مبادلات الحرارة ذات أنابيب اللوحات. ضع في اعتبارك الجوانب التالية عند اختيار أنبوب لوحات مبادل الحرارة:

• المواصفات والأحجام

  يجب على مشتري الشركات التأكد من أن مواصفات وأحجام أنابيب اللوحات تتوافق مع مواصفات وأحجام مبادلات الحرارة. يضمن ذلك التجميع والوظائف الصحيحين. بالإضافة إلى ذلك، ضع في اعتبارك مادة أنابيب اللوحات. اختر مادة متوافقة مع ظروف العمل والسوائل. على سبيل المثال، يفضل استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ المقاوم للتآكل في الحالات التي تنطوي على سوائل كاوية.

• التصميم والبنية

  اختر تصميم اللوحة المناسب للتطبيق المحدد. يعتمد ذلك على عوامل مثل معدل التدفق، والضغط، ودرجة الحرارة، وخصائص السائل العامل. على سبيل المثال، تكون اللوحات الثابتة مناسبة بشكل عام للتطبيقات التي تستخدم سوائل ذات لزوجة عالية. ضع في اعتبارك كمية وتباعد اللوحات. يقلل التباعد المناسب للوحات من مخاطر غمر مبادل الحرارة أو جفافه. يضمن ذلك تحقيق نقل الحرارة المثالي وتدفق السائل.

• التثبيت والصيانة

  اختر أنابيب اللوحات التي يسهل تركيبها وصيانتها. من المحتمل أن يؤدي توافرها إلى تقليل وقت التوقف عن العمل وتبسيط الصيانة.

• الأداء والكفاءة

  اختر أنابيب اللوحات التي تُحسّن أداء وكفاءة مبادلات الحرارة. تتميز بعض أنابيب اللوحات بتصاميم خاصة تزيد من معاملات نقل الحرارة وتقلل من انخفاض الضغط. من المحتمل أن يُحسّن هذا النوع من أنابيب اللوحات أداء مبادل الحرارة.

• الجودة والموثوقية

  اختر ماركات أو موردين ذوي سمعة طيبة يقدمون أنابيب لوحات مبادل الحرارة. تتمتع هذه العلامات التجارية بسجلات ممتازة في الصناعة. بالإضافة إلى ذلك، يساعد اختيار أنابيب اللوحات التي تتوافق مع المعايير والشهادات الدولية على ضمان جودة المنتج وموثوقيته.

الأسئلة والأجوبة

س1: ما هي بعض الاتجاهات في تقنية مبادل الحرارة التي تتضمن لوحات مبادل الحرارة؟

ج1: أحد الاتجاهات هو التحول نحو مصادر الطاقة الأكثر استدامة. تُصنع أنواع جديدة من مبادلات الحرارة لأنظمة الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية والطاقة الحيوية. تتطور أدوار لوحات مبادل الحرارة مع استخدام هذه مبادلات الحرارة الجديدة لسوائل مختلفة ولها أحجام وأشكال غير عادية. يعد استخدام الضوابط الرقمية الذكية لتحسين أداء الجهاز اتجاهًا آخر. قد يؤثر هذا الاتجاه أيضًا على وظيفة لوحات مبادل الحرارة. على سبيل المثال، مع تحول مبادلات الحرارة تلقائيًا بين أوضاع مختلفة، يمكن تحريك اللوحات للسماح بمعدلات نقل حرارة أكثر تنوعًا.

س2: ما هي معايير مبادلات الحرارة ولوحات مبادل الحرارة؟

ج2: هناك العديد من المعايير الدولية لصنع واختبار مبادلات الحرارة. وتشمل هذه المعايير ISO 925 التي تحدد كيفية اختبار أداء مبادل الحرارة. وتشمل المعايير الأخرى تلك الخاصة بالمواد، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ المستخدم للوحات والأجزاء الأخرى. يجب على المشترين سؤال المورد عن المعايير الدقيقة في الشهادات والاختبارات التي تم إجراؤها لضمان الامتثال.

س3: ما هي قطع الغيار لمبادلات الحرارة؟

ج3: بالإضافة إلى اللوحات، توجد أجزاء أخرى من مبادل الحرارة قد تحتاج إلى استبدال، وتشمل مجموعة لب الأنابيب، وألواح الأنابيب، والرؤوس، ومكونات الإغلاق، وأجهزة توجيه التدفق، وألواح الدعم، وأجهزة إزالة الفخاخ، والسدادات.