હીટ એક્સ-ચેન્જર
હીટ એક્સ્ચેન્જર્સ શું છે?
"હીટ એક્સ્ચેન્જર" શબ્દનો ઉપયોગ એવા ઉપકરણનું વર્ણન કરવા માટે થાય છે જે બેને મિશ્રિત કર્યા વિના એક પ્રવાહીમાંથી બીજા પ્રવાહીમાં ગરમીના ટ્રાન્સફરની સુવિધા આપે છે. તેમાં બે અલગ ચેનલો અથવા રસ્તાઓનો સમાવેશ થાય છે, એક ગરમ પ્રવાહી માટે અને એક ઠંડા પ્રવાહી માટે, જે ગરમીની આપલે કરતી વખતે અલગ રહે છે. હીટ એક્સ્ચેન્જરનું પ્રાથમિક કાર્ય કચરો ઉષ્માનો ઉપયોગ કરીને, સંસાધનોનું સંરક્ષણ કરીને અને ઓપરેશનલ ખર્ચમાં ઘટાડો કરીને ઊર્જા કાર્યક્ષમતા વધારવાનું છે.
હીટ એક્સ્ચેન્જર્સના સામાન્ય પ્રકારો
શેલ અને ટ્યુબ હીટ એક્સ્ચેન્જર્સ:વાણિજ્યિક HVAC સિસ્ટમમાં ઉપયોગમાં લેવાતા આ સૌથી સામાન્ય પ્રકારના હીટ એક્સ્ચેન્જર્સ છે. તેઓ શેલમાં બંધ નળીઓની શ્રેણી ધરાવે છે. ગરમ પ્રવાહી ટ્યુબમાંથી વહે છે જ્યારે ઠંડુ પ્રવાહી શેલની અંદર ટ્યુબને ફરે છે, જે કાર્યક્ષમ ગરમીનું વિનિમય માટે પરવાનગી આપે છે.
પ્લેટ હીટ એક્સ્ચેન્જર્સ:પ્લેટ હીટ એક્સ્ચેન્જર્સ ધાતુની પ્લેટોના સ્ટેકનો ઉપયોગ વૈકલ્પિક રીતે ઉભા અને ઉદાસીન વિસ્તારો સાથે કરે છે. ગરમ અને ઠંડા પ્રવાહી પ્લેટો વચ્ચેના અંતર દ્વારા બનાવેલ અલગ ચેનલોમાંથી વહે છે, જે મોટા સપાટીના વિસ્તારને કારણે મહત્તમ ગરમીનું ટ્રાન્સફર કરે છે.
એર-ટુ-એર હીટ એક્સ્ચેન્જર્સ:હીટ રિકવરી યુનિટ તરીકે પણ ઓળખાય છે, આ હીટ એક્સ્ચેન્જર્સ અર્ક અને સપ્લાય એર સ્ટ્રીમ્સ વચ્ચે ગરમીનું પરિવહન કરે છે. તેઓ વાસી હવામાંથી ગરમી દૂર કરે છે અને તેને તાજી હવામાં સ્થાનાંતરિત કરે છે, આવનારી હવાને પૂર્વ-કન્ડીશન કરીને ઊર્જા વપરાશ ઘટાડે છે.
શેલ અને ટ્યુબ હીટ એક્સ્ચેન્જરનો ઔદ્યોગિક ઉપયોગ શું છે?
રાસાયણિક, ખોરાક, તેલ અને ગેસ અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં ઉપયોગમાં લેવાતા શેલ અને ટ્યુબ હીટ એક્સ્ચેન્જર્સનો ઔદ્યોગિક ઉપયોગ વ્યાપક છે. તેઓ સામાન્ય રીતે સીધા સંપર્ક વિના બે પ્રવાહી વચ્ચે ગરમીનું પરિવહન કરવા માટે વિવિધ ઉદ્યોગોમાં કાર્યરત છે. શેલ અને ટ્યુબ હીટ એક્સ્ચેન્જર્સ એપ્લિકેશનના કેટલાક મુખ્ય ઔદ્યોગિકમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:
રાસાયણિક છોડમાં ગરમી અને ઠંડકની પ્રક્રિયાઓ
રિફાઇનરીઓમાં કન્ડેન્સિંગ અને બાષ્પીભવન ફરજો
વીજ ઉત્પાદન સુવિધાઓમાં હીટ રિકવરી સિસ્ટમ્સ
વ્યાપારી અને રહેણાંક ઇમારતોમાં HVAC સિસ્ટમ્સ
ફૂડ પ્રોસેસિંગ પ્લાન્ટ્સમાં રેફ્રિજરેશન સિસ્ટમ્સ
તેલ અને ગેસ ઉત્પાદન સુવિધાઓમાં થર્મલ મેનેજમેન્ટ
એકંદરે, શેલ અને ટ્યુબ હીટ એક્સ્ચેન્જર્સ થર્મલ કાર્યક્ષમતાને શ્રેષ્ઠ બનાવવા અને ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયાઓની વિશાળ શ્રેણીમાં તાપમાન નિયંત્રણ જાળવવામાં નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે.
શેલ અને ટ્યુબ હીટ એક્સ્ચેન્જરના કેટલા પ્રકાર છે?
આવશ્યકપણે, શેલ અને ટ્યુબ હીટ એક્સ્ચેન્જર્સના ત્રણ મુખ્ય પ્રકારો છે જેનો સામાન્ય રીતે ઉપયોગ થાય છે:
1. ફિક્સ્ડ ટ્યુબ શીટ એક્સ્ચેન્જર (L, M, અને N ટાઇપ રીઅર હેડર્સ)
આ ડિઝાઇનમાં, ટ્યુબ શીટને શેલમાં વેલ્ડ કરવામાં આવે છે, પરિણામે એક સરળ અને આર્થિક બાંધકામ થાય છે. જ્યારે ટ્યુબ બોર્સને યાંત્રિક અથવા રાસાયણિક રીતે સાફ કરી શકાય છે, ત્યારે રાસાયણિક સફાઈ સિવાય ટ્યુબની બહારની સપાટી સામાન્ય રીતે અગમ્ય હોય છે. શેલ અને ટ્યુબ સામગ્રીઓ વચ્ચેના તાપમાનના મોટા તફાવતને સમાવવા માટે વિસ્તરણ બેલો જરૂરી હોઈ શકે છે, પરંતુ તે નબળાઇ અને નિષ્ફળતાનું કારણ બની શકે છે.
2. યુ-ટ્યુબ એક્સ્ચેન્જર્સ
U-Tube એક્સ્ચેન્જરમાં, આગળના હેડરના પ્રકારો અલગ-અલગ હોઈ શકે છે, અને પાછળનું હેડર સામાન્ય રીતે M-ટાઈપ હોય છે. યુ-ટ્યુબ અમર્યાદિત થર્મલ વિસ્તરણ માટે પરવાનગી આપે છે, અને સફાઈ માટે ટ્યુબ બંડલ દૂર કરી શકાય છે. જો કે, યાંત્રિક માધ્યમથી ટ્યુબની આંતરિક સફાઈ મુશ્કેલ છે, આ પ્રકારને માત્ર એપ્લીકેશન માટે જ યોગ્ય બનાવે છે જ્યાં ટ્યુબ બાજુના પ્રવાહી સ્વચ્છ હોય.
3. ફ્લોટિંગ હેડ એક્સ્ચેન્જર (P, S, T, અને W ટાઇપ રીઅર હેડર્સ)
આ પ્રકારના એક્સ્ચેન્જરમાં, પાછળના હેડરના છેડે ટ્યુબશીટને શેલમાં વેલ્ડ કરવામાં આવતી નથી પરંતુ તેને ખસેડવા અથવા તરતી કરવાની મંજૂરી આપવામાં આવે છે. આગળના હેડર છેડે ટ્યુબશીટ શેલ કરતા મોટા વ્યાસની હોય છે અને નિશ્ચિત ટ્યુબશીટ ડિઝાઇનની જેમ જ સીલ કરેલી હોય છે.
થર્મલ વિસ્તરણને સમાવી શકાય છે, અને સફાઈ માટે ટ્યુબ બંડલ દૂર કરી શકાય છે. એસ-ટાઈપ રીઅર હેડ રીઅર હેડર માટે સૌથી લોકપ્રિય પસંદગી છે. ફ્લોટિંગ હેડ એક્સ્ચેન્જર્સ ઊંચા તાપમાન અને દબાણ માટે યોગ્ય છે પરંતુ સામાન્ય રીતે નિશ્ચિત ટ્યુબશીટ એક્સ્ચેન્જર્સની તુલનામાં વધુ ખર્ચાળ હોય છે.
વ્યાવસાયિક પાઇપ સપ્લાયર તરીકે, Hnssd.com કસ્ટમાઇઝ્ડ હીટ એક્સ્ચેન્જર્સ પ્રદાન કરી શકે છે. જો તમને અમારા ઉત્પાદનો વિશે વધુ માહિતીની જરૂર હોય, તો અમે કૃપા કરીને વિનંતી કરીએ છીએ કે તમે અમારો સંપર્ક કરો:sales@hnssd.com
શેલ અને ટ્યુબ હીટ એક્સ્ચેન્જરના ઘટકોને નીચેના ભાગોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે:
1. શેલ
શેલ એ હીટ એક્સ્ચેન્જરનો સૌથી બહારનો ભાગ છે જે ટ્યુબ બંડલ ધરાવે છે. તે સામાન્ય રીતે સ્ટીલ અથવા અન્ય યોગ્ય પદાર્થોમાંથી બનેલ નળાકાર પાત્ર છે
2. ટ્યુબ અથવા ટ્યુબ બંડલ
શેલની લંબાઈ સાથે ચાલતી સમાંતર નળીઓનો સંગ્રહ ટ્યુબ બંડલ બનાવે છે. ચોક્કસ ઉપયોગના આધારે, ટ્યુબ વિવિધ સામગ્રીઓથી બનેલી હોઈ શકે છે, જેમ કે સ્ટેનલેસ સ્ટીલ, કોપર અથવા ટાઇટેનિયમ. ટ્યુબનો વ્યાસ અને જાડાઈ પણ મહત્વપૂર્ણ ડિઝાઇન પરિમાણો છે.
3. ટ્યુબ શીટ્સ
ટ્યુબ શીટ્સ મજબૂત શીટ્સ છે જે ટ્યુબ બંડલ અને શેલ વચ્ચે અવરોધ તરીકે કામ કરે છે. તેઓ સામાન્ય રીતે સ્ટીલનો ઉપયોગ કરીને બાંધવામાં આવે છે અને મજબૂત અને લીક-મુક્ત બંધની ખાતરી કરવા માટે શેલ સાથે જોડવામાં આવે છે. ટ્યુબને ટ્યુબ શીટ્સમાં છિદ્રો દ્વારા દાખલ કરવામાં આવે છે અને ક્યાં તો વિસ્તૃત અથવા વેલ્ડિંગ સ્થિતિમાં હોય છે.
4. બેફલ્સ
બેફલ્સ એ પ્લેટ અથવા સળિયા છે જે ટ્યુબ બંડલની આસપાસ પ્રવાહીની હિલચાલને નિયંત્રિત કરવા માટે શેલની અંદર મૂકવામાં આવે છે. આ દિશાનિર્દેશમાં કાં તો રેખાંશ અથવા ટ્રાંસવર્સ હોઈ શકે છે અને તેનો હેતુ હીટ ટ્રાન્સફરની અસરકારકતા વધારવાનો છે.
5. ઇનલેટ અને આઉટલેટ નોઝલ
ઇનલેટ અને આઉટલેટ નોઝલ હીટ એક્સ્ચેન્જરમાં પ્રવાહી માટે પ્રવેશ અને બહાર નીકળવાના બિંદુઓ તરીકે સેવા આપે છે. આ જોડાણો સામાન્ય રીતે શેલના વિરુદ્ધ છેડે મૂકવામાં આવે છે અને ફ્લેંજ્સ અથવા અન્ય પ્રકારની ફિટિંગનો ઉપયોગ કરીને ટ્યુબ અને શેલ સાથે જોડાયેલા હોય છે.
6. વિસ્તરણ સાંધા
વિસ્તરણ સાંધા એ લવચીક કનેક્ટર્સ છે જે ટ્યુબ બંડલના થર્મલ વિસ્તરણ અને સંકોચનને સમાવે છે. સામાન્ય રીતે હીટ એક્સ્ચેન્જરના ઇનલેટ અને આઉટલેટ પર સ્થિત, આ સાંધાઓ મેટલ બેલો અથવા અન્ય લવચીક સામગ્રીનો ઉપયોગ કરીને બનાવવામાં આવે છે.
7. સપોર્ટ સ્ટ્રક્ચર્સ
સપોર્ટ સ્ટ્રક્ચર્સ હીટ એક્સ્ચેન્જર્સને સ્થિતિમાં રાખે છે, સ્થિર પાયાની ખાતરી કરે છે. સપોર્ટ સ્ટ્રક્ચર્સ કાં તો કામચલાઉ અથવા કાયમી હોઈ શકે છે અને તે સ્ટીલ અથવા અન્ય સામગ્રીમાંથી બનેલા હોઈ શકે છે.
શેલ અને ટ્યુબ ભૌમિતિક પરિભાષા
| 1 | સ્થિર (ફ્રન્ટ) હેડ-ચેનલ | 20 | સ્લિપ-ઓન બેકિંગ ફ્લેંજ |
| 2 | સ્થિર (ફ્રન્ટ) હેડ-બોનેટ | 21 | ફ્લોટિંગ ટ્યુબશીટ સ્કર્ટ |
| 3 | સ્થિર (ફ્રન્ટ) હેડ ફ્લેંજ | 22 | ફ્લોટિંગ ટ્યુબશીટ સ્કર્ટ |
| 4 | ચેનલ કવર | 23 | પેકિંગ બોક્સ ફ્લેંજ |
| 5 | સ્થિર હેડ નોઝલ | 24 | પેકિંગ |
| 6 | સ્થિર ટ્યુબશીટ | 25 | પેકિંગ અનુયાયી રીંગ |
| 7 | ટ્યુબ્સ | 26 | ફાનસ રીંગ |
| 8 | શેલ | 27 | ટાઇ સળિયા અને Spacers |
| 9 | શેલ કવર | 28 | ટ્રાંસવર્સ બેફલ્સ અથવા સપોર્ટ પ્લેટ્સ |
| 10 | શેલ ફ્લેંજ-સ્ટેશનરી હેડ એન્ડ | 29 | ઇમ્પીંગમેન્ટ બેફલ અથવા પ્લેટ |
| 11 | શેલ ફ્લેંજ - પાછળના માથાનો છેડો | 30 | લોન્ગીટુડીનલ બેફલ |
| 12 | શેલ નોઝલ | 31 | પાસ પાર્ટીશન |
| 13 | શેલ કવર ફ્લેંજ | 32 | વેન્ટ કનેક્શન |
| 14 | વિસ્તરણ સંયુક્ત | 33 | ડ્રેઇન કનેક્શન |
| 15 | ફ્લોટિંગ ટ્યુબશીટ | 34 | ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ કનેક્શન |
| 16 | ફ્લોટિંગ હેડ કવર | 35 | આધાર સેડલ |
| 17 | ફ્લોટિંગ હેડ ફ્લેંજ | 36 | લિફ્ટિંગ લગ |
| 18 | ફ્લોટિંગ હેડ બેકિંગ ડિવાઇસ | 37 | આધાર કૌંસ |
| 19 | સ્પ્લિટ શીયર રીંગ |
ટ્યુબ વ્યાસ લેઆઉટ અને પિચ
ટ્યુબનો વ્યાસ 12.7 mm (0.5 in) થી 50.8 mm (2 in) સુધીનો હોઇ શકે છે, પરંતુ 19.05 mm (0.75 in) અને 25.4 mm (1 in) સૌથી સામાન્ય કદ છે. ટ્યુબ શીટ્સમાં ત્રિકોણાકાર અથવા ચોરસ પેટર્નમાં નળીઓ નાખવામાં આવે છે.
જ્યાં યાંત્રિક સફાઈ માટે ટ્યુબની સપાટી પર આવવું જરૂરી હોય ત્યાં ચોરસ લેઆઉટ જરૂરી છે. ત્રિકોણાકાર ગોઠવણી આપેલ જગ્યામાં વધુ ટ્યુબને મંજૂરી આપે છે. ટ્યુબ પીચ એ ટ્યુબ વચ્ચેનું કેન્દ્ર-થી-કેન્દ્રનું સૌથી ટૂંકું અંતર છે. ટ્યુબનું અંતર ટ્યુબ પિચ/ટ્યુબ વ્યાસ ગુણોત્તર દ્વારા આપવામાં આવે છે, જે સામાન્ય રીતે 1.25 અથવા 1.33 હોય છે. ચોરસ લેઆઉટનો ઉપયોગ સફાઈના હેતુઓ માટે થતો હોવાથી, ટ્યુબ વચ્ચે ન્યૂનતમ 6.35 mm (0.25 in) અંતર રાખવાની મંજૂરી છે.
બેફલ પ્રકારો
વધેલી અશાંતિને કારણે ઊંચા હીટ-ટ્રાન્સફર રેટ આપવા માટે અને ટ્યુબને ટેકો આપવા માટે શેલ બાજુ પર બેફલ્સ ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવે છે આમ કંપનને કારણે નુકસાનની શક્યતા ઘટાડે છે. ત્યાં અસંખ્ય વિવિધ પ્રકારના બેફલ છે, જે નળીઓને ટેકો આપે છે અને સમગ્ર નળીઓમાં પ્રવાહને પ્રોત્સાહન આપે છે.
સિંગલ સેગમેન્ટલ (આ સૌથી સામાન્ય છે),
ડબલ સેગમેન્ટલ (આનો ઉપયોગ નીચા શેલસાઇડ વેગ અને દબાણમાં ઘટાડો મેળવવા માટે થાય છે),
ડિસ્ક અને ડોનટ.
બેફલ્સ વચ્ચેના કેન્દ્ર-થી-કેન્દ્રના અંતરને બેફલ-પિચ કહેવામાં આવે છે અને આ ક્રોસફ્લો વેગમાં ફેરફાર કરવા માટે ગોઠવી શકાય છે. વ્યવહારમાં બેફલ પિચ સામાન્ય રીતે શેલના અંદરના વ્યાસના અંતરથી વધુ અથવા વ્યાસના પાંચમા ભાગના સમાન અંતર અથવા 50.8 mm (2 in) બેમાંથી જે વધારે હોય તે કરતાં વધુ ન હોય. પ્રવાહીને પાછળની તરફ અને આગળની તરફ વહેવા દેવા માટે ટ્યુબની આજુબાજુ બેફલનો ભાગ કાપી નાખવામાં આવે છે. આ ભાગની ઊંચાઈને બેફલ-કટ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે અને તેને શેલ વ્યાસની ટકાવારી તરીકે માપવામાં આવે છે, દા.ત. 25 ટકા બેફલ-કટ. બેફલ-કટ (અથવા બેફલ વિન્ડો) ના કદને બેફલ પિચ સાથે ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે. અનુક્રમે વિન્ડો દ્વારા અને ક્રોસફ્લોમાં વેગને લગભગ સમાન કરવા માટે બેફલ-કટ અને બેફલ પિચનું કદ કરવું સામાન્ય છે.
શેલ અને ટ્યુબ હીટ એક્સ્ચેન્જરની યાંત્રિક ડિઝાઇન શેલની જાડાઈ, ફ્લેંજની જાડાઈ વગેરે જેવી વસ્તુઓની માહિતી પૂરી પાડે છે. આની ગણતરી ASME (અમેરિકન સોસાયટી ઑફ મિકેનિકલ એન્જિનિયર્સ) ના બોઈલર અને પ્રેશર વેસલ કોડ જેવા પ્રેશર વેસલ ડિઝાઇન કોડનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે. અને બ્રિટિશ માસ્ટર પ્રેશર વેસલ સ્ટાન્ડર્ડ, BS 5500. ASME એ હીટ એક્સ્ચેન્જર્સ માટે સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતો કોડ છે અને તે 11 વિભાગોમાં છે. કોડનો વિભાગ VIII (સીમિત દબાણ જહાજો) હીટ એક્સ્ચેન્જર્સને સૌથી વધુ લાગુ પડે છે પરંતુ વિભાગ II—મટીરીયલ્સ અને વિભાગ V—નોન ડિસ્ટ્રક્ટિવ ટેસ્ટિંગ પણ સંબંધિત છે.
ASME અને BS5500 બંને વિશ્વભરમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે અને સ્વીકારવામાં આવે છે પરંતુ કેટલાક દેશો આગ્રહ રાખે છે કે તેમના પોતાના રાષ્ટ્રીય કોડનો ઉપયોગ કરવામાં આવે. આને અજમાવવા અને સરળ બનાવવા માટે ઇન્ટરનેશનલ સ્ટાન્ડર્ડ ઓર્ગેનાઇઝેશન હવે એક નવો આંતરરાષ્ટ્રીય માન્યતા પ્રાપ્ત કોડ વિકસાવવાનો પ્રયાસ કરી રહી છે પરંતુ આ સ્વીકારવામાં થોડો સમય લાગે તેવી શક્યતા છે.