تبلیغات
مشاوره صنعتی|سرمایه گذاری|اکسید روی|سولفات روی - بررسی چهار نوع از مشکلات عمده مبدل های حرارتی(مهندس ابوالفضل منفرد)- قسمت اوّل
تأمین مواد شیمیایی و صنعتی ، مشاوره سرمایه گذاری 09127150989
بررسی چهار نوع از مشکلات عمده مبدل های حرارتی(مهندس ابوالفضل منفرد)- قسمت اوّل
چهارشنبه 29 مرداد 1393 ساعت ساعت 09 و 14 دقیقه و 18 ثانیه | نوشته ‌شده به دست الف منفرد | ( نظرات )


به دلیل اینکه مبدل های حرارتی هیچ قسمت متحرکی ندارند، می توان عمر مفید آنها را با کمی نگهداری و مراقبت افزایش داد. در این نوع تجهیزات، چهار نوع مشکل عمده وجود دارد که معمولا می توان از به وجود آمدن آنها جلوگیری کرد.این مشکلات به ترتیب عبارتند از:

الف- مشکلات مکانیکی

ب- مشکلات خوردگی شیمیایی

ج- مشکلات مکانیکی - خوردگی(ترکیبی)

د- رسوب گذاری و ته نشست ذرات جامد، جلبک وخزه

 نوشتار حاضرقصد دارد مهندسین را با مشکلات موجود در مبدل های حرارتی آشنا کرده و روش های صحیح پیشگیری و کنترل آ نها بررسی نماید.

الف-مشکلات مکانیکی

این پدیده مخرب به هفت شکل مختلف یعنی خوردگی فلزی، ضربه قوچ، ارتعاشی، خستگی حرارتی، انجماد، انبساط حرارتی و اتلافات و نشتی آب سرمایش دیده می شود.


 سایش فلزی(Metal Erosion):  سرعت بیش از حد سیال  هم در پوسته و هم در لوله های مبدل حرارتی می تواند باعث ایجاد سایش و خوردگی شود. یکی از عوامل افزایش خوردگی که لوله ها را در معرض حملات مجدد قرار می دهد سایش لایه  محافظ لوله وکنده شدن آن است.سایش، بیشتر در داخل لوله ها صورت می گیرد. انحنای U شكل لوله در مبدلهای نوع U و ورودی لوله ها، از جمله قسمتهایی هستند که در معرض بیشترین سایش قرار می گیرند، خوردگی فلز در قسمت U شکل لوله در اثر تبخیر آنی آب داغ، دیده می شود.خوردگی شدید در قسمت ورودی لوله زمانی اتفاق می افتد که جریان سیال پر سرعت به محض اینکه از نازل، وارد مبدل حرارتی می شود به جریانات کوچکتری تقسیم شده که این مسئله باعث ایجاد اغتشاش و توربلانس همراه با ایجاد سرعتهای موضعی در طول جریان می شود.سرعت زیاد و اغتشاش نیز سبب وقوع خوردگی نعلی شکل در ورودی لوله  می گردد.سرعت ماکزیمم برای ورودی لوله و نازل، تابع متغیرهای مختلفی از جمله جنس لوله، نوع سیال و دما است. موادی از قبیل فولاد، فولاد ضد زنگ و آلیاژ مس-نیکل، در برابر سرعتهای بالاتر، تحمل بیشتری نسبت به مس دارند. سرعت مورد نظر برای مس، معمولا در حدود 7.5 ft/s و برای مواد دیگر می تواند 10 یا 11 فوت بر ثانیه باشد. به هنگام کاربرد لوله مسی، اگر آب دارای ذرات جامد و رسوب گذار باشد، سرعت جریان باید کمتر از 7.5 ft/s باشد. خوردگی هایی که در سطح خارجی لوله ایجاد می شود معمولا ناشی از برخورد گازهای پر سرعت و مرطوب (مانند بخار آب) است. برخورد گاز مرطوب را می توان بوسیله یک نازل دهانه بزرگ و یا نصب تیغه های ضربه گیر در دهانه نازل فعلی ، کنترل نمود.

ضربه قوچ : امواج ضربه ای (Shock waves) که در اثر افزایش یا کاهش سریع و ناگهانی سرعت مایع به وجود می آیند، می توانند باعث ایجاد ضربه قوچ شوند. فشار ناشی از این ضربات حتی می تواند به بیش از  20,000 psi  نیز برسدکه تنها کمتر از نصف این فشار هم برای از هم گسیختن و متلاشی کردن لوله های مبدل حرارتی کفایت می کند. بطورمثال لوله سبک مسی  x 20 BWG 3/4 in. ،می تواند حداکثر 2100 Psi، فشار تلاشی  و 600 Psi، فشار گسیختگی را تحمل کند. این امواج  ویرانگر می تواند ناشی از انسداد جریان آب سرد نیز باشد؛ در این حالت آب  به تدریج گرم شده و شروع به تبخیر می کند. با جریان یافتن مجدد آب، بخار به صورت ناگهانی چگالش یافته  و باعث تولید امواج ضربه ای و یا ضربه قوچ می شود. بنابراین حتی الامکان باید از توقف جریان آب سرد جلوگیری نموده و آب سرد همیشه باید قبل از راه اندازی دستگاه، وارد سیستم شود.یکی دیگر از عوامل ایجاد ضربه قوچ، باز و بسته شدن ناگهانی شیرهای کنترل جریان است.بنابراین در مبدل های حرارتی بهتر است به جای شیرهای دو وضعیتی (on/off) از شیرهای کنترل مدوله(تنظیمی) استفاده نمود.درمواردی که هم در لوله ها و هم در پوسته، سیال چگالش پذیر عبور می کند، باید لوله ونت (هواکش)خلا شکن نصب نموده تا در صورت بروز مشکل فشار اتمسفریک مورد نیاز سیستم تأمین گردد. خلا شکن از اثرات مخرب ضربه قوچ ناشی از انباشته شدن مایع چگالیده، جلوگیری می کنند. ، نمونه ای از آسیبهای ایجاد شده در اثر ضربه قوچ نشان داده شده است. در این جا، براثر انباشت مایع چگالیده در پوسته و نیز افزایش سریع سرعت، یک موج ضربه ای پر فشار ایجاد شده و باعث گسیختگی و درنتیجه سوراخ شدن لوله می شود.برای رفع این مشکل باید روی لوله های برگشت گیرنده یا پمپ برگشت چگالیده، تله بخار نصب شود.

  ارتعاشات: ارتعاشات شدید حاصله از تجهیزاتی مانند کمپرسورهای هوا یا دستگاههای خنک ساز، می تواند باعث ایجاد آسیب هایی از جمله ترک ناشی از خستگی یا سایش لوله ها در نقطه تماس با موج گیر(baffle) شود. مبدل های حرارتی حتما باید در برابر این نوع ارتعاشات، حفاظت شوند.سیال پوسته گذر در سرعت های بیش از 4 fps، ارتعاشات زیان آوری در لوله های مبدل ایجاد کرده و درنتیجه باعث آسیب دیدگی بست و اتصالات موج گیر می گردد . همچنین ارتعاشات بوجود آمده در اثر سرعت، به تدریج باعث ایجاد سخت گردانی سرد(work hardening) [سفت شدن فلز در اثر تنش و کرنش] لوله ها در نقاط اتصال موج گیر ها یا در نواحی U شکل شده که این مسئله می تواند سبب بروز ترک های ناشی از خستگی گردد.

خستگی حرارتی: در لوله های مبدل، بویژه در قسمتهای U شکل، به علت تنش های انباشته شده در اثر تکرار سیکل گرمایی، خستگی حرارتی بوجود می آید. وقتی که اختلاف دمای سیال عبوری در طول لوله های U شکل افزایش می یابد، این مشکل حتی بیشتر می شود.در شکل 5 مثالی از خستگی حرارتی نشان داده شده است. اختلاف دما باعث خم شدن لوله  و در نتیجه ایجاد تنش می شود. این تنش به مرور افزایش یافته تا اینکه مقدار آن از میزان استحکام کششی لوله تجاوز کرده و  باعث ایجاد ترک  می گردد.ترک ها به صورت شعاعی در اطراف لوله رشد کرده و در بیشتر موارد منجر به شکست کامل لوله می شوند. گاهی اوقات این ترکها ابتدا بصورت ناقص در لوله ایجاد شده و سپس بصورت طولی رشد می کنند.

 یخ زدگی(freeze up): بیشتر در اواپراتورها یا کندانسورها رخ می دهد. گرچه این مسئله ممکن است در مبدل حرارتی، زمانی که دمای بدنه به کمتر از دمای انجماد هر دو سیال می رسد، نیز اتفاق بیافتد. همچنین این پدیده می تواند در اثر نقصان محافظت حرارتی و نارسایی سیستم کنترل آن، نقص فنی تجهیزات گرمکن محافظ در برابر انجماد، تخلیه بی مورد مبدل در فصل زمستان هنگام سرویس دستگاه و یا غلظت کم ضد یخ نیز به وجود بیاید. برای مثال، چیلری را در نظر بگیرید که  دارای تنظیمات مناسب نبوده  یا در اثر نقص فنی کنترل گرهای آن،دمای آب به زیر نقطه انجماد می رسد. در این حالت در لوله ها یخ تشکیل شده، فشار در لوله ها به طور ناگهانی افزایش یافته و باعث گسیختگی و تخریب آنها می شود. این آسیب ها در اواپراتور معمولا نزدیک صفحه لوله گیر(tube sheet) که تسمه نگهدارنده  ندارد، رخ می دهد. یخ زدگی در لوله کندانسور ، نشان داده شده است. در مواقعی که آب سردکننده درون لوله می چرخد؛ مبرد روی سطح خارجی پره ها چگالش یافته و اگر تخلیه مبدل در زمستان بطور درست انجام نگیرد، یخ زدگی اتفاق می افتد. همان طور که شکل پیداست، شدت تخریب و آسیب وارده به لوله قدرت نیرویی که در اثر یخ زدن آب بوجود آمده، را نشان می دهد.این پدیده همچنین می تواند ناشی از افت ناگهانی فشار مبرد در کندانسور باشد؛ این عمل در اثر تخلیه  شیر فشار شکن یا شکستگی لوله اتفاق می افتد که در این حالت، فشار تا زیر نقطه جوش مبرد کاهش یافته و مبرد در آستانه جوشیدن قرار می گیرد.گرمای نهان تبخیر مبرد برای جوشش  از آب موجود در لوله  تأمین گردیده و درنتیجه آب یخ می زند. 



می توانید دیدگاه خود را بنویسید
What makes you grow taller during puberty? جمعه 24 شهریور 1396 ساعت 00 و 02 دقیقه و 44 ثانیه
Nice post. I was checking continuously this blog and
I am impressed! Very helpful information specifically the last part :) I care for such information a lot.
I was seeking this certain information for a long time.
Thank you and best of luck.
manicure چهارشنبه 23 فروردین 1396 ساعت 13 و 18 دقیقه و 54 ثانیه
My developer is trying to convince me to move to .net from PHP.

I have always disliked the idea because of the costs.
But he's tryiong none the less. I've been using Movable-type on a variety of websites
for about a year and am anxious about switching to another platform.
I have heard very good things about blogengine.net. Is there a way I can import all my wordpress content into it?
Any help would be greatly appreciated!
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر
 
نویسندگان
نظر سنجی
بهترین گزینه برای افزایش ارزش پس انداز چیست؟




دیگر موارد
تعداد مطالب :
تعداد نویسندگان :
آخرین بروز رسانی :
بازدید امروز :
بازدید دیروز :
بازدید این ماه :
بازدید ماه قبل :
بازدید کل :
آخرین بازدید :