ہیٹ ایکسچینجرز کیا ہیں؟

"ہیٹ ایکسچینجر" کی اصطلاح ایک ایسے آلے کی وضاحت کے لیے استعمال کی جاتی ہے جو دونوں کو ملائے بغیر ایک سیال سے دوسرے میں حرارت کی منتقلی میں سہولت فراہم کرتا ہے۔ اس میں دو الگ الگ چینلز یا راستے ہوتے ہیں، ایک گرم سیال کے لیے اور ایک ٹھنڈے سیال کے لیے، جو گرمی کے تبادلے کے دوران الگ رہتے ہیں۔ ہیٹ ایکسچینجر کا بنیادی کام فضلہ حرارت کو استعمال کرکے، وسائل کو محفوظ کرکے، اور آپریشنل اخراجات کو کم کرکے توانائی کی کارکردگی کو بڑھانا ہے۔

ہیٹ ایکسچینجرز کی عام اقسام
شیل اور ٹیوب ہیٹ ایکسچینجرز:یہ ہیٹ ایکسچینجرز کی سب سے عام قسمیں ہیں جو تجارتی HVAC سسٹمز میں استعمال ہوتی ہیں۔ وہ ایک شیل میں بند ٹیوبوں کی ایک سیریز پر مشتمل ہوتے ہیں۔ گرم سیال ٹیوبوں کے ذریعے بہتا ہے جبکہ ٹھنڈا سیال شیل کے اندر ٹیوبوں کو گردش کرتا ہے، جس سے گرمی کا موثر تبادلہ ہوتا ہے۔

پلیٹ ہیٹ ایکسچینجرز:پلیٹ ہیٹ ایکسچینجرز دھاتی پلیٹوں کا ایک ڈھیر استعمال کرتے ہیں جس میں ابھرے ہوئے اور افسردہ علاقوں کو تبدیل کیا جاتا ہے۔ گرم اور ٹھنڈا سیال پلیٹوں کے درمیان خلاء سے پیدا ہونے والے الگ الگ چینلز کے ذریعے بہتا ہے، جو سطح کے بڑے رقبے کی وجہ سے گرمی کی منتقلی کو زیادہ سے زیادہ کرتا ہے۔

ہوا سے ہوا ہیٹ ایکسچینجرز:ہیٹ ریکوری یونٹ کے نام سے بھی جانا جاتا ہے، یہ ہیٹ ایکسچینجرز نچوڑ اور سپلائی ہوا کی ندیوں کے درمیان حرارت منتقل کرتے ہیں۔ وہ باسی ہوا سے گرمی کو ہٹاتے ہیں اور اسے تازہ ہوا میں منتقل کرتے ہیں، آنے والی ہوا کو پہلے سے کنڈیشن کرکے توانائی کی کھپت کو کم کرتے ہیں۔

شیل اور ٹیوب ہیٹ ایکسچینجر کا صنعتی استعمال کیا ہے؟
کیمیکل، خوراک، تیل اور گیس اور دیگر شعبوں میں استعمال ہونے والے شیل اور ٹیوب ہیٹ ایکسچینجرز کا صنعتی استعمال وسیع پیمانے پر ہے۔ وہ عام طور پر دو سیالوں کے درمیان براہ راست رابطے کے بغیر گرمی کی منتقلی کے لیے مختلف صنعتوں میں کام کرتے ہیں۔ شیل اور ٹیوب ہیٹ ایکسچینجر ایپلی کیشنز کے کچھ اہم صنعتی میں شامل ہیں:

کیمیائی پودوں میں حرارتی اور ٹھنڈک کے عمل
ریفائنریوں میں گاڑھا ہونا اور بخارات پیدا کرنا
بجلی پیدا کرنے کی سہولیات میں حرارت کی وصولی کے نظام
تجارتی اور رہائشی عمارتوں میں HVAC نظام
فوڈ پروسیسنگ پلانٹس میں ریفریجریشن سسٹم
تیل اور گیس کی پیداوار کی سہولیات میں تھرمل مینجمنٹ
مجموعی طور پر، شیل اور ٹیوب ہیٹ ایکسچینجرز تھرمل کارکردگی کو بہتر بنانے اور صنعتی عمل کی وسیع رینج میں درجہ حرارت کو کنٹرول کرنے میں اہم کردار ادا کرتے ہیں۔

شیل اور ٹیوب ہیٹ ایکسچینجر کی کتنی اقسام ہیں؟
بنیادی طور پر، شیل اور ٹیوب ہیٹ ایکسچینجرز کی تین اہم اقسام ہیں جو عام طور پر استعمال ہوتی ہیں:

1. فکسڈ ٹیوب شیٹ ایکسچینجر (L، M، اور N قسم کے پیچھے والے ہیڈرز)
اس ڈیزائن میں، ٹیوب شیٹ کو شیل میں ویلڈ کیا جاتا ہے، جس کے نتیجے میں ایک سادہ اور اقتصادی تعمیر ہوتی ہے۔ جب کہ ٹیوب بورز کو میکانکی یا کیمیائی طریقے سے صاف کیا جا سکتا ہے، لیکن ٹیوبوں کی بیرونی سطحیں عام طور پر کیمیائی صفائی کے علاوہ ناقابل رسائی ہوتی ہیں۔ شیل اور ٹیوب کے مواد کے درمیان درجہ حرارت کے بڑے فرق کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے توسیعی جھنکار ضروری ہو سکتی ہے، لیکن یہ کمزوری اور ناکامی کا باعث بن سکتی ہیں۔

2. یو ٹیوب ایکسچینجرز
U-Tube ایکسچینجر میں، سامنے والے ہیڈر کی اقسام مختلف ہو سکتی ہیں، اور پچھلا ہیڈر عام طور پر M-Type ہوتا ہے۔ یو ٹیوبیں لامحدود تھرمل توسیع کی اجازت دیتی ہیں، اور ٹیوب بنڈل کو صفائی کے لیے ہٹایا جا سکتا ہے۔ تاہم، مکینیکل طریقوں سے ٹیوبوں کی اندرونی صفائی مشکل ہے، اس قسم کو صرف ان ایپلی کیشنز کے لیے موزوں بناتا ہے جہاں ٹیوب کی طرف کے سیال صاف ہوں۔

3. فلوٹنگ ہیڈ ایکسچینجر (P, S, T, اور W قسم کے پیچھے والے ہیڈرز)
اس قسم کے ایکسچینجر میں، پچھلے ہیڈر کے آخر میں ٹیوب شیٹ کو شیل میں ویلڈ نہیں کیا جاتا ہے بلکہ اسے حرکت یا تیرنے کی اجازت ہوتی ہے۔ سامنے والے ہیڈر کے آخر میں ٹیوب شیٹ شیل سے بڑے قطر کی ہوتی ہے اور اسے فکسڈ ٹیوب شیٹ ڈیزائن کی طرح سیل کیا جاتا ہے۔

تھرمل توسیع کو ایڈجسٹ کیا جا سکتا ہے، اور ٹیوب بنڈل کو صفائی کے لیے ہٹایا جا سکتا ہے۔ S-Type Rear Head پچھلے ہیڈر کے لیے سب سے زیادہ مقبول انتخاب ہے۔ فلوٹنگ ہیڈ ایکسچینجر اعلی درجہ حرارت اور دباؤ کے لیے موزوں ہیں لیکن عام طور پر فکسڈ ٹیوب شیٹ ایکسچینجرز کے مقابلے میں زیادہ مہنگے ہوتے ہیں۔

ایک پیشہ ور پائپ سپلائر کے طور پر، Hnssd.com اپنی مرضی کے مطابق ہیٹ ایکسچینجر فراہم کر سکتا ہے۔ اگر آپ کو ہماری مصنوعات کے بارے میں مزید معلومات درکار ہوں تو ہم آپ سے درخواست کرتے ہیں کہ ہم سے رابطہ کریں:sales@hnssd.com

شیل اور ٹیوب ہیٹ ایکسچینجر کے اجزاء کو درج ذیل حصوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔

1. خول
شیل ہیٹ ایکسچینجر کا سب سے بیرونی حصہ ہے جو ٹیوب بنڈل رکھتا ہے۔ یہ عام طور پر ایک بیلناکار کنٹینر ہوتا ہے جسے سٹیل یا دیگر مناسب مادوں سے بنایا جاتا ہے۔

2. ٹیوبیں یا ٹیوب بنڈل
شیل کی لمبائی کے ساتھ چلنے والی متوازی ٹیوبوں کا ایک مجموعہ ٹیوب بنڈل بناتا ہے۔ مخصوص استعمال پر منحصر ہے، ٹیوبیں مختلف مواد، جیسے سٹینلیس سٹیل، تانبا، یا ٹائٹینیم پر مشتمل ہو سکتی ہیں۔ ٹیوبوں کا قطر اور موٹائی بھی ڈیزائن کے اہم پیرامیٹرز ہیں۔

3. ٹیوب شیٹس
ٹیوب شیٹس مضبوط چادریں ہیں جو ٹیوب بنڈل اور خول کے درمیان رکاوٹ کا کام کرتی ہیں۔ وہ عام طور پر اسٹیل کا استعمال کرتے ہوئے تعمیر کیے جاتے ہیں اور ایک مضبوط اور رساو سے پاک بندش کو یقینی بنانے کے لیے شیل میں جوڑے جاتے ہیں۔ ٹیوبیں ٹیوب کی چادروں میں سوراخوں کے ذریعے داخل کی جاتی ہیں اور یا تو پھیلائی جاتی ہیں یا پوزیشن میں ویلڈڈ ہوتی ہیں۔

4. چکرا جانا
بافلز پلیٹیں یا سلاخیں ہیں جو ٹیوب بنڈل کے ارد گرد سیال کی نقل و حرکت کو منظم کرنے کے لیے خول کے اندر رکھی جاتی ہیں۔ یہ یا تو طول بلد ہو سکتے ہیں یا واقفیت میں ٹرانسورس ہو سکتے ہیں اور ان کا مقصد حرارت کی منتقلی کی تاثیر کو بڑھانا ہے۔

5. انلیٹ اور آؤٹ لیٹ نوزلز
انلیٹ اور آؤٹ لیٹ نوزلز ہیٹ ایکسچینجر میں مائعات کے داخلے اور خارجی مقامات کے طور پر کام کرتے ہیں۔ یہ کنکشن عام طور پر شیل کے مخالف سروں پر رکھے جاتے ہیں اور فلینجز یا دیگر قسم کی فٹنگز کا استعمال کرتے ہوئے ٹیوبوں اور خول سے منسلک ہوتے ہیں۔

6. توسیعی جوڑ
توسیعی جوڑ لچکدار کنیکٹر ہیں جو ٹیوب بنڈل کے تھرمل توسیع اور سکڑاؤ کو ایڈجسٹ کرتے ہیں۔ عام طور پر ہیٹ ایکسچینجر کے اندر اور آؤٹ لیٹ پر واقع، یہ جوڑ دھاتی بیلوں یا دیگر لچکدار مواد کے استعمال سے بنائے جاتے ہیں۔

7. سپورٹ سٹرکچرز
سپورٹ ڈھانچے ہیٹ ایکسچینجرز کو پوزیشن میں رکھتے ہیں، مستحکم بنیاد کو یقینی بناتے ہیں۔ سپورٹ ڈھانچے یا تو عارضی یا مستقل ہو سکتے ہیں اور سٹیل یا دیگر مواد سے بن سکتے ہیں۔

شیل اور ٹیوب ہندسی اصطلاحات

ٹیوب قطر لے آؤٹ اور پچ
ٹیوبوں کا قطر 12.7 ملی میٹر (0.5 انچ) سے 50.8 ملی میٹر (2 انچ) تک ہوسکتا ہے، لیکن 19.05 ملی میٹر (0.75 انچ) اور 25.4 ملی میٹر (1 انچ) سب سے عام سائز ہیں۔ ٹیوبوں کو ٹیوب شیٹس میں مثلث یا مربع پیٹرن میں بچھایا جاتا ہے۔

مکینیکل صفائی کے لیے جہاں ٹیوب کی سطح پر جانا ضروری ہو وہاں مربع ترتیب کی ضرورت ہوتی ہے۔ مثلثی ترتیب دی گئی جگہ میں مزید ٹیوبوں کی اجازت دیتی ہے۔ ٹیوب پچ ٹیوبوں کے درمیان مرکز سے مرکز کا سب سے کم فاصلہ ہے۔ ٹیوب کا فاصلہ ٹیوب پچ/ٹیوب قطر کے تناسب سے دیا جاتا ہے، جو عام طور پر 1.25 یا 1.33 ہوتا ہے۔ چونکہ ایک مربع ترتیب کو صفائی کے مقاصد کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، اس لیے ٹیوبوں کے درمیان کم از کم 6.35 ملی میٹر (0.25 انچ) کے فرق کی اجازت ہے۔

چکرا دینے والی اقسام
بڑھتے ہوئے ہنگاموں کی وجہ سے گرمی کی منتقلی کی شرح کو بلند کرنے اور ٹیوبوں کو سہارا دینے کے لیے شیل کی طرف بافلز نصب کیے جاتے ہیں اس طرح کمپن کی وجہ سے نقصان کا امکان کم ہوتا ہے۔ بہت سی مختلف قسمیں ہیں، جو ٹیوبوں کو سہارا دیتی ہیں اور ٹیوبوں میں بہاؤ کو فروغ دیتی ہیں۔

سنگل سیگمنٹل (یہ سب سے عام ہے)،

ڈبل سیگمنٹل (یہ کم شیل سائیڈ رفتار اور پریشر ڈراپ حاصل کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے)

ڈسک اور ڈونٹ۔

بافلز کے درمیان مرکز سے مرکز کے فاصلے کو بافل پچ کہا جاتا ہے اور اسے کراس فلو کی رفتار کو مختلف کرنے کے لیے ایڈجسٹ کیا جا سکتا ہے۔ عملی طور پر بافل پچ عام طور پر شیل کے اندرونی قطر کے مساوی فاصلے سے زیادہ یا قطر کے پانچویں حصے کے مساوی فاصلے یا 50.8 ملی میٹر (2 انچ) جو بھی زیادہ ہو اس سے زیادہ نہیں ہوتی ہے۔ سیال کو ٹیوبوں کے پار پیچھے اور آگے بہنے کی اجازت دینے کے لیے بافل کا کچھ حصہ کاٹ دیا جاتا ہے۔ اس حصے کی اونچائی کو بافل کٹ کہا جاتا ہے اور اسے خول کے قطر کے فیصد کے طور پر ماپا جاتا ہے، مثلاً 25 فیصد بافل کٹ۔ بافل کٹ (یا چکرا دینے والی کھڑکی) کے سائز کو بافل پچ کے ساتھ غور کرنے کی ضرورت ہے۔ بالترتیب کھڑکی اور کراس فلو میں رفتار کو تقریباً برابر کرنے کے لیے بافل کٹ اور بفل پچ کا سائز کرنا معمول ہے۔

شیل اور ٹیوب ہیٹ ایکسچینجر کا مکینیکل ڈیزائن اشیاء جیسے شیل کی موٹائی، فلینج کی موٹائی وغیرہ کے بارے میں معلومات فراہم کرتا ہے۔ ان کا حساب ایک پریشر برتن ڈیزائن کوڈ جیسے بوائلر اور پریشر ویسل کوڈ کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے ASME (امریکن سوسائٹی آف مکینیکل انجینئرز) اور برٹش ماسٹر پریشر ویسل سٹینڈرڈ، BS 5500۔ ASME ہیٹ ایکسچینجرز کے لیے سب سے زیادہ استعمال ہونے والا کوڈ ہے اور یہ 11 حصوں میں ہے۔ کوڈ کا سیکشن VIII (محدود پریشر ویسلز) ہیٹ ایکسچینجرز پر سب سے زیادہ لاگو ہوتا ہے لیکن سیکشن II — میٹریلز اور سیکشن V — غیر تباہ کن ٹیسٹنگ بھی متعلقہ ہیں۔

ASME اور BS5500 دونوں ہی پوری دنیا میں بڑے پیمانے پر استعمال اور قبول کیے جاتے ہیں لیکن کچھ ممالک اصرار کرتے ہیں کہ ان کے اپنے قومی کوڈ استعمال کیے جائیں۔ اس کو آزمانے اور آسان بنانے کے لیے بین الاقوامی معیارات کی تنظیم اب ایک نیا بین الاقوامی طور پر تسلیم شدہ کوڈ تیار کرنے کی کوشش کر رہی ہے لیکن امکان ہے کہ اسے قبول کرنے میں کچھ وقت لگے گا۔