خواص فيزيكی محلول ليتيوم برومايد ـ آب

خواص محلول لیتیوم بروماید ـ آب
خواص محلول لیتیوم بروماید ـ آب
دی ۲۸, ۱۳۹۷
مبدلهای حرارتی پوسته و لوله
مبدلهای حرارتی پوسته و لوله
بهمن ۵, ۱۳۹۷

خواص فيزيكی محلول ليتيوم برومايد ـ آب

خواص فيزيكي محلول ليتيوم برومايد ـ آب

خواص فيزيكي محلول ليتيوم برومايد ـ آب

 

مقاله خواص فيزيكی محلول ليتيوم برومايد ـ آب که در این بخش معادلات موجود برای تعیین خواص فیزیكی محلول لیتیـوم برومایـد ـ آب ارائه میگردند. ذكر این نكته ضروری است كه تاكنون نمودارهای دقیق و كـاملی كـه بتـوان از آنها برای تعیین خواص استفاده كرد، تهیه و ارائه نشده است. لذا جهت طراحی سیستم جذبی ، بایستی از این معادلات استفاده شود. برای تعیین گرمای ویژه محلول برحسب دو پارامتر غلظت و دما میتوان از این معادله استفاده كرد :

خواص فيزيكي محلول ليتيوم برومايد ـ آب

در معادله فوق گرمای ویژه محلـول برحـسبخواص فيزيكي محلول ليتيوم برومايد ـ آببدسـت آمـده و محـدوده دو پارامتر T و  X به قرار زیر است :

خواص فيزيكي محلول ليتيوم برومايد ـ آب

معادله تغییرات چگالی محلول برحسب خواص فيزيكي محلول ليتيوم برومايد ـ آب  بـه ازاي دو پـارامتر دمـا و غلظت بـه صورت زير ارائه شده است :

خواص فيزيكي محلول ليتيوم برومايد ـ آب

مقادير ضرايب ci,bi,aدر جدول (٤٢)  ارائه شده انـد. ايـن معادلـه در محـدوده هـای خواص فيزيكي محلول ليتيوم برومايد ـ آب داراي جوابهای خوبی ميباشد.

خواص فيزيكي محلول ليتيوم برومايد ـ آب

 

ضريب ویسکوزيته محلول را ميتوان با استفاده از معادله زير به دست آورد [٦:

خواص فيزيكي محلول ليتيوم برومايد ـ آب

مقادير ضرايب ci,bi,aiمربوطه در جدول (٤٣ ارائـه شـده اسـت. در معادلـه فـوق دماي محلول برحسب درجه كلوين و غلظت برحـسب درصـد بـوده و مقـدار ويـسكوزيته (mبرحسب «سانتيپويز» بدست ميآيد. محدوده دو پارامتر X , T در معادله بالا به قرار زير است :

 

 

 

 

معادله زير مقدار ضريب هدايت حرارتی محلول (K) را برحسب  براي محلـول بدست ميدهد [٦].

خواص فيزيكی محلول ليتيوم برومايد ـ آب

مقادير ضرايب ci,bi,aمربوطه در جدول (٤٤) آمده است. محدوده دو متغیر و در معادله بالا عبارتند از :

 

 

 

خواص فيزيكي محلول ليتيوم برومايد ـ آب

خواص فيزيكي محلول ليتيوم برومايد ـ آب

خواص فيزيكي محلول ليتيوم برومايد ـ آب

 

خواص فيزيكي محلول ليتيوم برومايد ـ آب

مقادیر ضرایب aijدر جدول (٤-٥) ارائه شده اند. محدوده ای از دما و غلظت كه در آنهـا معادله بالا دارای خطایی كمتر از ٠/٣ درصد نسبت به مقادیر واقعی میباشد، عبارتند از:

خواص فيزيكي محلول ليتيوم برومايد ـ آب

خواص فيزيكی محلول ليتيوم برومايد ـ آب

معادلات ارائه شده در این بخش در محدوده هایی مـشخص شـده بـرای هـر یـك، دارای كمترین خطا بوده و استفاده از آنها در خارج از این محدوده ها و لیكن نزدیك به آنها مـیتوانـد همراه با مقداری خطا باشد.

 

مبدلهای حرارتی پوسته و لوله

 

از آنجا كه اجزای مختلف چیلرهای جذبی به صورت مبدل حرارتی پوسته ولوله میباشند قبل از طراحی لازم است كه معرفی مختصری از این مبدها داشته باشیم.
مبدلهای حرارتی وسایلی هستند كـه فراینـد تبـادل حـرارت پـایین دو سـیال كـه در دماهای مختلفی قرار دارند انجام میدهند. مبدلهای حرارتی در محدوده وسیعی از كاربردهای نظیر تولید برق، منابع فرایندی، شیمیایی، غذایی، الكترونیك، تهویه سطوح، تبرید و هر جا كـه یا انتقال حرارت سروكار داریم استفاده میشوند.
مبدلهای حرارتی دارای تقسیمبندی مختلف میباشند كه ما در ایـن فـصل بـه معرفـی پوسته و لوله میپردازیم.
مبادلهكنهای گرمای پوستهای و لولهای، در مقایسه با سایر مبادلهكـنهـا، نـسبتهـای بزرگی از سطح انتقال گرما به حجم و وزن را فراهم میآورند و به آسانی تمیز میشوند.
این مبادلهكنها تقریبًا برای هر كاربردی میتواننـد اسـتفاده شـوند. روشهـای طراحـی مطمئن و تجهیزات كارگاهی، برای طراحی و ساخت موفق آنها وجـود دارنـد. مبادلـهكـنهـای گرمای پوستهای و لوله ای میتوانند برای فشارهای زیاد سیال در پوسته ( نسبت به فشار محیط ) و اختلاف فشار زیاد بین جریانهای سیال سردوگرم، طراحی شوند.

اجزای اصلی

مبادله كنهای گرمای پوسته ای و لوله از لوله های دایرهای قرار گرفته در یك پوسته استوانهای ساخته میشوند كه لوله ها، موازی با پوسته میباشند. یك سیال در داخل لوله ها جریـان دارد. و سیال دیگر از روی دسته لولهها در عرض و در طول محور مبادلهكن جریـان مـییابـد. اجـزای اصلی این مبادله كن، لوله ها (دسته لوله) ،پوسته ،سـر (سـرگاه، كلگـی یـا كلاهـك) انتهـای جلوبی ،سرانتهای عقبی ،دیواركها و صفحه لوله ها هستند. قطعات و اتصالات معمـول ایـن مبادله كنها، در شكل (٥-١)  نشان داده شده اند .

خواص فيزيكي محلول ليتيوم برومايد ـ آب

انواع پوسته


انواع متعدد پوسته و انواع متعـدد سـرهای جلـوبی و عقبـی توسـط انجمـن سـازندگان مبادلهكنهای لولهای (TEMA) استاندارد شدهاند. آنها با حروف الفبا، مطابق با آنچه در شكل (٥-٢) نشان داده شده است، معرفی میشوند. شكل (٥-٣) رایجترین انواع پوسته های بكار رفته در مبدل ها را نشان میدهد ( Vمحل منفذ تهویه میباشد.)

خواص فيزيكي محلول ليتيوم برومايد ـ آب

پوسته نوع E به دلیل ارزانی و سادگی، رایجترین پوسته است. سـیال در ایـن پوسـته از یك انتهای پوسته وارد میشود و از انتهای دیگر، خارج میگردد. یعنی در سـمت پوسـته یـك گذر وجود دارد. پوسته کندانسور چیلر جذبی از این نوع میباشد.

 

خواص فيزيكي محلول ليتيوم برومايد ـ آب

لوله ها میتوانند یك یا چند گذر داشته باشند و توسط دیـواركهـای عرضـی عمـود بـر لوله ها، نگه داشته میشوند این پوسته ها رایجترین نوع، برای استفاده با سیال یك فاز در پوسته میباشند. با یك گذر لوله، جریان مخالف جهت تولید حاصل شود.
برای افزایش اختلاف دماهای موثر و در نتیجه افزایش كارایی مبادله كن، آرایش مخـالف جهت خالص، برای یك مبادله كن دارای دو گذر لوله مطلوب است. ایـن آرایـش بـا اسـتفاده از پوسته نوع F كه دارای یك دیوارك طولی است به دست میآیـد كـه نتیجتـًا دو گـذر پوسـته حاصل میگردد. این آرایش هنگامی استفاده میشود كه نیاز باشد تا گـذرهای پوسـته كـه هـر كدام یك واحد تلقی میگردد. به صورت سری قرار گیرنـد. در شـرایط یكـسان افـت فـشار در پوسته نوع F بسیار بیشتر از افت فشار در پوسته نوع E است. سایر انواع مهم، پوسته نوع J و پوسته نوع X هستند. در پوسته J با جریان تقسیم شده، سیال ورودی در وسط قرار داده شده و به دو قسمت تقسیم میشود. یك نازل در وسط لوله ها و دو نازل در نزدیكی دو انتهای لوله ها قرار دارند. این دسته دارای كاربردهایی با افـت فـشار كـم طراحی، مانند چگالنده در خلأ نسبی است، زیرا پوسته J در شـرایط یكـسان، تقریبـًا دارای 18 افت فشار پوسته E میباشد. هنگامی كه این پوسته بـرای سـیال در حـال چگـالش در سـمت پوسته استفاده شود، دو ورودی برای بخار و یك خروجی مركزی برای چگالیـده وجـود خواهـد داشت.

پوسته نوع X دارای ووردی و خروجی قرار گرفته در وسط و معمو ً لا دارای توزیع كننـده گنبدی شكل میباشد. سیال ووردی در پوسته، روی تمامی طول لوله ها پخش میشود و با آنها آرایش جریان متقاطع میسازد. هیچگونه دیواری در این پوسته استفاده نشده است. در نتیجـه افت فشار، بسیار كم است. این پوسته برای چگالندههای خلأیی و گازهـای فـشار كـم اسـتفاده میشود.
پوستههای دارای جریان تقسیم شونده بـه دو نـیم، ماننـد پوسـته Gو پوسـته Hبـرای كاربردهای خاص استفاده میشوند. پوسته ،Gبا تقسیم جریان به دو نیم، دارای دیوارك افقـی میباشد كه دو انتهای آنها برداشته شده است، نازلهای ورودی و خروجی بـا زاویـه ° 180 در وسط لوله ها هستند. پوسته Gدارای همان افت فـشار پوسـته E اسـت، ولـی ضـریب متوسـط لگاریتمی اختلاف دما (F ،(LMTD و در نتیجه كارایی مبادله كن، برای همان مساحت سطح و همان نرخ جریان بیشتر است. پوسته G میتواند برای جریانهای یك فاز اسـتفاده شـود، ولـی اغلب به عنوان ترموسیفون افقی استفاده میگردد. در این مورد، دیوارك طولی، از جریان سریع اجزای سبكتر سیال در پوسته جلوگیری میكند و موجب اختلاط بیشتر آن میگردد.
پوسته H كه دارای دو ورودی با تقسیم جریان به دو نیم است، مشابه پوسته Gمیباشد ولی این پوسته دارای دو نازل خروجی و دو دیوارك افقی است.
پوسته ،K ریبویلر كتری مانند است كه دارای یك دسته لولـه در كـف پوسـته و فـضای بدون لوله در بالای آن است. این پوسته وقتی استفاده میشود كه نیاز است بخـشی از جریـان ورودی به مبادلهكن تبخیر شود و بخار، به ستون تقطیر وارد گردد. مایع تغذیه از نازل نزدیـك صفحه لوله، وارد پوسته میشود، بخار تقریبًا خشك از نازل بالایی خارج میگردد و مایع تبخیر نشده، از سرریز انتهایی، سرریز میشود و از طریق نازل سمت راست، خارج میگردد. دسته لوله عمومًا دارای تركیب لوله Uشكل میباشد. در ژنراتور چیلر جذبی از این نوع پوسته بـا لولـه U شكل استفاده شده است.

انواع دسته لوله ها

مهمترین انواع دسته لوله ها در شكلهای(٥-٤) تا (٥-٦) نشان داده شدهانـد. مهمتـرین اهداف طراحی در نظر گرفتن انبساط گرمایی، تمیزكاری آسان و یا در صورتیكه سایر جنبـه هـا مهم نباشند، ایجاد كمترین هزینه ساخت میباشد.
نوعی از طراحی كه امكان انبساط گرمایی مستقل لوله ها و پوسته را فراهم میكند، لولـه Uشكل (شكل ٥-٤) میباشد. بنابراین در این نوع طراحی، انبـساط گرمـایی مـیتوانـد وجـود داشته باشد و محدود نیست. لوله U شكل دارای كمترین هزینه ساخت است زیرا فقط به یـك صفحه لوله نیاز دارد سمت لوله، به دلیل شكل انحنای U شكل، نمیتواند بـا وسـایل مكـانیكی تمیز شود. در این نوع از دسته لولهها، فقط تعداد زوجی از گذرهای لوله (دو گذر بازاء هر دسته لوله) میتواند بكار رود. تنها لوله های قرار گرفته در ردیـف بیرونـی دسـته لولـه قابـل تعـویض میباشند.
شكلبندی مبادلهكن با صفحه لوله ثابت، در شكل (٥-٥) شان داده شده است. پوسـته، به صفحههای لوله جوش شده است و به سمت بیرونی دسته لوله بـرای تمیزكـاری، دسترسـی وجود ندارد. در این انتخاب كم هزینه، فقط انبساط گرمایی نمیتواند وجـود داشـته باشـد كـه میتوان با استفاده از فانوسیها، انبساط گرمایی را امكانپذیر نمود. در این طراحـی، لولـه هـای تكی قابل تعویض هستند و تمیزكاری و لوله به صورت مكانیكی، آسان است. طرحهای متعددی فراهم آمده اند تا به صفحه لوله امكان دهنـد تـا شـناور باشـد، یعنـی بتواند با انبساط گرمایی حركت كند. نوعی كلاسیك از طراحـی سـر شـناور بـا قابلیـت بیـرون كشیدن سرودسته لوله ها از پوسته، در شكل (٥-٦) نشان داده شده است. دسته لوله میتواند با حداقل نیاز برای باز كردن قطعات، خارج شود كه در واحدهای با تشكیل رسوب سنگین، مهـم است. از آنجا که انبساط گرمایی در مبدل های مختلف چیلر جذبی اهمیت دارد از صفحه لولـه شناور استفاده شده است.

خواص فيزيكي محلول ليتيوم برومايد ـ آب

خواص فيزيكي محلول ليتيوم برومايد ـ آب

خواص فيزيكي محلول ليتيوم برومايد ـ آب

 

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

Call Now Buttonتماس - بخش فروش