শেল এবং টিউব হিট এক্সচেঞ্জারগুলির নকশায় বিবেচনা করা উচিত

তাপ বিনিময় সরঞ্জাম অনেক ধরনের আছে, এবং প্রতিটি নির্দিষ্ট তাপ স্থানান্তর অবস্থার জন্য, সবচেয়ে উপযুক্ত সরঞ্জাম মডেল অপ্টিমাইজেশান নির্বাচন মাধ্যমে প্রাপ্ত করা যেতে পারে. যদি সরঞ্জামের এই মডেলটি অন্য অবস্থায় ব্যবহার করা হয়, তাপ স্থানান্তর প্রভাব ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হতে পারে। অতএব, নির্দিষ্ট অপারেটিং অবস্থার জন্য হিট এক্সচেঞ্জারের ধরন নির্বাচন করা একটি গুরুত্বপূর্ণ এবং জটিল কাজ। শেল এবং টিউব হিট এক্সচেঞ্জারগুলির নকশায় নিম্নলিখিত বিষয়গুলি বিবেচনা করা উচিত।
1. প্রবাহ বেগ নির্বাচন
প্রবাহ হার তাপ এক্সচেঞ্জার ডিজাইনে একটি গুরুত্বপূর্ণ পরিবর্তনশীল। প্রবাহ হার বৃদ্ধি তাপ স্থানান্তর সহগ বৃদ্ধি করে, যখন চাপ হ্রাস এবং বিদ্যুতের খরচও সেই অনুযায়ী বৃদ্ধি পায়। যদি পাম্পিং ফ্লুইড ব্যবহার করা হয়, তাহলে তা নিয়ন্ত্রক ভালভের পরিবর্তে হিট এক্সচেঞ্জারে যতটা সম্ভব চাপ কমানোর কথা বিবেচনা করা উচিত। এটি তাপ স্থানান্তর দক্ষতা উন্নত করতে প্রবাহ হার বৃদ্ধির উপর নির্ভর করতে পারে।
একটি উচ্চ প্রবাহ হার ব্যবহার করার দুটি সুবিধা রয়েছে: প্রথমত, এটি সামগ্রিক তাপ স্থানান্তর সহগকে বৃদ্ধি করে, যার ফলে তাপ স্থানান্তর এলাকা হ্রাস পায়; দ্বিতীয়টি হল পাইপের পৃষ্ঠে ময়লা তৈরির সম্ভাবনা হ্রাস করা। কিন্তু এটি সেই অনুযায়ী প্রতিরোধ এবং শক্তি খরচ বাড়ায়, তাই অবশেষে উপযুক্ত প্রবাহ হার নির্ধারণ করার জন্য একটি অর্থনৈতিক তুলনা প্রয়োজন।
উপরন্তু, প্রবাহ বেগ নির্বাচন করার সময়, কাঠামোগত প্রয়োজনীয়তাও বিবেচনা করা আবশ্যক। সরঞ্জামের গুরুতর পরিধান এবং ছিঁড়ে যাওয়া এড়াতে, গণনাকৃত প্রবাহের হার সর্বাধিক অনুমোদিত অভিজ্ঞতামূলক প্রবাহ হারের বেশি হওয়া উচিত নয়।
2. চাপ ড্রপ অনুমতি পছন্দ
একটি বৃহত্তর চাপ ড্রপ নির্বাচন প্রবাহ হার বৃদ্ধি করতে পারে, যার ফলে তাপ স্থানান্তর দক্ষতা বৃদ্ধি এবং তাপ স্থানান্তর এলাকা কমাতে পারে। যাইহোক, উল্লেখযোগ্য চাপ হ্রাস পাম্পের অপারেটিং খরচও বাড়িয়ে দেয়। বারবার সরঞ্জামের আকার সামঞ্জস্য করে এবং হিট এক্সচেঞ্জারের বার্ষিক মোট খরচের উপর ভিত্তি করে গণনা অপ্টিমাইজ করে উপযুক্ত চাপ ড্রপ মান নির্ধারণ করা প্রয়োজন।
বেশিরভাগ ডিভাইসে, এটি পাওয়া যেতে পারে যে এক দিকের তাপীয় প্রতিরোধ অন্য দিকের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি এবং এই দিকের তাপীয় প্রতিরোধ নিয়ন্ত্রণ তাপীয় প্রতিরোধে পরিণত হয়। শেল সাইডের তাপীয় প্রতিরোধকে ব্যাফেল প্লেটের সংখ্যা বৃদ্ধি করে বা শেল সাইডে তরল প্রবাহের বেগ বাড়াতে এবং তাপ স্থানান্তর তাপ প্রতিরোধের কমাতে শেল ব্যাস কমিয়ে নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে। যাইহোক, ব্যাফেল প্লেটের মধ্যে ব্যবধান কমানো সীমিত এবং সাধারণত শেল ব্যাসের 1/5 বা 50 মিমি এর কম হতে পারে না। যখন টিউব সাইডের তাপীয় প্রতিরোধের নিয়ন্ত্রণের দিক হয়, তখন টিউবের পরিপক্কতা বাড়ানোর উপর নির্ভর করা হয় তরল প্রবাহের বেগ বাড়ানোর জন্য।
সান্দ্র পদার্থের সাথে কাজ করার সময়, যদি তরলটি ল্যামিনার প্রবাহে থাকে তবে উপাদানটি শেল পাশ দিয়ে পরিবহন করা হবে। শেলের পাশে অশান্ত তরল প্রবাহের প্রবণতার কারণে, একটি উচ্চ তাপ স্থানান্তর হার অর্জন করা যেতে পারে এবং চাপ হ্রাস নিয়ন্ত্রণও উন্নত করা যেতে পারে।
3. শেল এবং টিউব প্রক্রিয়ায় তরল নির্ধারণ
প্রধানত অপারেটিং চাপ এবং তরল তাপমাত্রার উপর ভিত্তি করে, উপলব্ধ চাপ ড্রপ, গঠন এবং ক্ষয় বৈশিষ্ট্য, সেইসাথে প্রয়োজনীয় সরঞ্জাম উপকরণ নির্বাচন, তরল জন্য উপযুক্ত পথ বিবেচনা করা হয়। নির্বাচন করার সময় নিম্নলিখিত কারণগুলি বিবেচনা করা যেতে পারে:
পাইপিং প্রক্রিয়ার জন্য উপযুক্ত তরলগুলির মধ্যে রয়েছে জল, জলীয় বাষ্প বা অত্যন্ত ক্ষয়কারী তরল; বিষাক্ত তরল; তরল গঠন সহজ; উচ্চ তাপমাত্রা বা উচ্চ চাপ অপারেটিং তরল, ইত্যাদি
শেল প্রক্রিয়ার জন্য উপযুক্ত তরল হল উপরের পাতনের ঘনীভবন; হাইড্রোকার্বনের ঘনীভবন এবং পুনরুদ্ধার; পাইপ জিনিসপত্র চাপ ড্রপ দ্বারা নিয়ন্ত্রিত তরল; উচ্চ সান্দ্রতা সহ তরল, ইত্যাদি
উপরোক্ত পরিস্থিতি নির্মূল হওয়ার পর, মাধ্যমটি কোন পথ বেছে নেবে তা তাপ স্থানান্তর সহগ উন্নত করার এবং চাপ কমানোর সর্বাধিক ব্যবহার করার উপর ফোকাস করা উচিত। শেলের পাশে মাঝারিটির প্রবাহ অশান্তি প্রবণ হওয়ার কারণে (100 এর চেয়ে বেশি বা সমান), এটি সাধারণত উচ্চ সান্দ্রতা বা কম প্রবাহের হার সহ তরল পাস করা সুবিধাজনক, অর্থাৎ কম রেনল্ডস সংখ্যা সহ তরল, শেল পাশ দিয়ে।
বিপরীতভাবে, যদি তরল টিউব সাইডে অশান্তিতে পৌঁছাতে পারে, তাহলে টিউব সাইডে ব্যবস্থা করা আরও যুক্তিসঙ্গত। চাপ হ্রাসের দৃষ্টিকোণ থেকে বিবেচনা করলে, শেল পাসের জন্য কম রেনল্ডস নম্বর থাকা সাধারণত যুক্তিসঙ্গত।
4. চূড়ান্ত তাপ বিনিময় তাপমাত্রা নির্ধারণ
তাপ বিনিময়ের চূড়ান্ত তাপমাত্রা সাধারণত প্রক্রিয়ার চাহিদা দ্বারা নির্ধারিত হয়। যখন তাপ বিনিময়ের চূড়ান্ত তাপমাত্রা নির্বাচন করা যেতে পারে, তখন এর মান তাপ এক্সচেঞ্জারের অর্থনৈতিক যৌক্তিকতার উপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে। যখন গরম তরলের আউটলেট তাপমাত্রা ঠান্ডা তরলের সমান হয়, তখন তাপ ব্যবহারের দক্ষতা সর্বাধিক হয়, তবে কার্যকর তাপ স্থানান্তর তাপমাত্রার পার্থক্য সবচেয়ে ছোট এবং তাপ স্থানান্তর ক্ষেত্রটি সবচেয়ে বড়।
উপরন্তু, লজিস্টিক আউটলেটের তাপমাত্রা নির্ধারণ করার সময়, তাপমাত্রা ক্রসওভার থাকা বাঞ্ছনীয় নয়, যেখানে গরম তরল আউটলেটের তাপমাত্রা ঠান্ডা তরল আউটলেটের চেয়ে কম।
5. সরঞ্জাম কাঠামো নির্বাচন
নির্দিষ্ট প্রক্রিয়ার শর্তগুলির জন্য, প্রথম ধাপ হল সরঞ্জামের ফর্ম নির্ধারণ করা, যেমন একটি নির্দিষ্ট টিউব শীট ফর্ম বা ভাসমান মাথা ফর্ম নির্বাচন করা। নীচের সারণি 1-7 পড়ুন
হিট এক্সচেঞ্জারগুলির নকশা প্রক্রিয়ায়, তাপ স্থানান্তর বাড়ানোর সামগ্রিক লক্ষ্যটি সংক্ষিপ্ত করা যেতে পারে: একটি নির্দিষ্ট তাপ স্থানান্তর ক্ষমতার অধীনে তাপ এক্সচেঞ্জারের আকার হ্রাস করা; বিদ্যমান তাপ এক্সচেঞ্জার কর্মক্ষমতা উন্নত; প্রবাহিত কাজ তরল তাপমাত্রা পার্থক্য হ্রাস; অথবা পাম্পের শক্তি কমিয়ে দিন।
তাপ স্থানান্তর প্রক্রিয়া বলতে একটি শক্ত যন্ত্রের প্রাচীরের মাধ্যমে তাপ বিনিময় করার দুটি তরল প্রক্রিয়াকে বোঝায়। তরল তাপ স্থানান্তর মোড অনুযায়ী, এটি মূলত দুই ধরনের বিভক্ত করা যেতে পারে: অ ফেজ পরিবর্তন এবং ফেজ পরিবর্তন। ফেজ পরিবর্তন প্রক্রিয়া ছাড়া তাপ স্থানান্তর প্রযুক্তি বাড়ানোর গবেষণা সাধারণত তাপ প্রতিরোধের দিক নিয়ন্ত্রণের উপর ভিত্তি করে সংশ্লিষ্ট ব্যবস্থা গ্রহণ করে:
যদি টিউবের ভিতরের বা বাইরের পৃষ্ঠকে প্রসারিত করা হয়; টিউব মধ্যে ঢোকানো বিদেশী বস্তু ব্যবহার করে; বান্ডিল জন্য সমর্থন উপাদান ফর্ম পরিবর্তন; তাপ স্থানান্তর দক্ষতা বাড়ানোর জন্য অপরিবর্তনীয় নিম্ন স্ফুটনাঙ্ক সংযোজন এবং অন্যান্য পদ্ধতি যোগ করা।