استفاده از ورق استیل 321 در دستگاه تبخیر کننده
- 27/8/1400 27/8/1400
فهرست موضوعات
مقدمه
دستگاه تبخیر کننده یا اِواپوراتور نوعی مبدل حرارتی است که سیال وارد آن شده، به نقطه جوش رسیده و تبخیر می گردد. عملکرد تبخیرکننده به نوع سیال، مواد ساخت، جنس لوله های بکار رفته در آن (کویل) و اختلاف درجه حرارت وابسته است. نحوه کار و مواد ساخت این دستگاه در ادامه به بحث و بررسی گذاشته می شود.
کاربرد تبخیرکننده در صنعت
این دستگاه به دو صورت متفاوت در صنعت بکار برده می شود. در حالت نخست به عنوان تبخیرکننده ی سیال جاری درون لوله ها استفاده می شود، بدین شکل که مایع ورودی به کویل، پس از دریافت حرارت از سیال داغ در اطراف کویل، به فاز گازی تبدیل می شود (اصطلاحاً تبخیر می گردد). در حالت بعدی، موجب کاهش دمای سیال موجود در اطراف کویل می شود. در این حالت، سیال اطراف کویل حرارت خود را به سیال درون کویل منتقل کرده، دمای آن کاهش یافته و در نتیجه سرد و متعادل می شود.
انواع تبخیرکننده ها
تبخیرکننده صفحه ای
این مدل، همانطور که از نامش مشخص است، از تعداد زیادی صفحه که به صورت موازی در کنار هم جاگذاری شده اند، تشکیل شده است. بین این صفحات، به طور یکی در میان "آب" و "مبرد" قرار می گیرد. با توجه به نرخ بالای انتقال حرارت بین صفحه های این دستگاه، فرآیند گرماگیر از آب و در نتیجه تبخیر مبرد به راحتی انجام می شود.
عملکرد و مواد ساخت تبخیرکننده صفحه ای
صفحات این دستگاه می توانند از جنس ورق استیل 321 ساخته شوند. این آلیاژ که به عنوان ورق استیل ضد سایش نیز معروف است، مقاومت بالایی در برابر خوردگی و حرارت های تقریباً بالا از خود نشان می دهد و گزینه ای مناسب برای چنین کاربردی محسوب می شود. این دستگاه با اینکه از ظرفیت یکسانی با سایر مدل ها برخوردار است، دارای ابعاد کوچکتر و راندمان بالاتری است. البته در ظرفیت های بسیار بالا امکان استفاده از تبخیرکننده صفحه ای وجود ندارد.
تبخیرکننده پوسته و لوله
این دستگاه دارای انواع مختلفی است که از جمله ی آنها می توان به نوع دو لوله ای، انبساط مستقیم، غرقابی و . . . اشاره کرد. متداول ترین تبخیر کننده ی پوسته و لوله در ایران، نوع انبساط مستقیم است. در این دستگاه، آب در پوسته و مبرد در لوله ها جریان دارد. این لوله ها داخل پوسته ی تبخیر کننده قرار دارند و در مجاورت یکدیگر انتقال حرارت می دهند و موجب سرد شدن آب می شوند.
عملکرد و مواد ساخت تبخیرکننده پوسته و لوله
این مدل که همانند نوع صفحه ای می تواند از جنس ورق استیل 321 یا همان ورق استیل ضد سایش ساخته شود، دارای ابعادی به نسبت بزرگتر، راندمان کمتر، قیمت بالاتر، فشار کاری بیشتر، ضریب اطمینان و خرابی کمتری هستند. ظرفیت تولید در این مدل بسیار بالاتر از نوع صفحه ای است. در چیلرهای تولید ایران، معمولاً از این نوع استفاده می شود، این در حالی است که در قاره اروپا، حتی تا ظرفیت های 200 تن تبرید، از نوع صفحه ای استفاده می کنند (به علت افزایش راندمان).
تاثیر قیمت ورق استیل 321 در ساخت تبخیرکننده
همانطور که در بالا هم اشاره شد، ابعاد تبخیرکننده ی پوسته و لوله نسبت به مدل صفحه ای بزرگ تر است. این بدین معنی است که به مواد بیشتری برای ساخت نیاز دارد و همین موضوع، یکی از دلایل تاثیرگذار در بحث قیمت می باشد. سازندگان پس از برآورد حجم مورد نیاز، اقدام به استعلام قیمت ورق استیل 321 و در نتیجه خرید این محصول کرده و دستگاه هایی با کیفیت فوق العاده بالا را وارد صنعت می کنند.
نحوه کار دستگاه به عنوان تبخیرکننده
طرز کار بدین صورت است که سیال مایع وارد کویل شده و در فشار تقریباً برابر یا بیشتر از فشار اتمسفر و با دریافت گرما از سیال داغ اطراف کویل، تبخیر می شود. کاربرد این فرآیند را می توان در صنایع غذایی، نوشیدنی، دارویی و شیمیایی به طور گسترده مشاهده کرد.
نحوه کار دستگاه به عنوان دستگاه سرمایشی
همانطور که قبلاً هم گفته شد، تبخیرکننده در یک مورد می تواند به عنوان دستگاهی سرمایشی عمل کند. در واقع با جاری کردن مبرد (مثلاً گاز فریون) درون کویل و جاری کردن هوا توسط فن یا آب توسط پمپ از اطراف کویل، مبرد در دمای محیط و در فشاری کمتر از فشار اتمسفر، گرمای هوا یا آب را به خود گرفته و درجه حرارت آنها را کاهش می دهد. یکی از ویژگی های مبرد این است که در فشارهای پایین، با دریافت گرما از سیالی که دارای دمای محیط است، تبخیر شده و از حالت مایع به گاز تغییر فاز می دهد. برای جلوگیری از این موضوع، فشار مبرد جاری را با روش هایی مثل استفاده از شیر انبساط کاهش می دهند. اگر مبرد با دریافت گرما از هوا، آن را سرد کند، می توان از آن به عنوان تبخیرکننده سردخانه یا هواساز سرمایشی استفاده کرد و اگر مبرد با دریافت گرمای آب، آن را سرد کند، می توان از آن در چیلر به منظور خنک کردن آب استفاده کرد.