ہیٹنگ اور کولنگ کے لیے شیل اور ٹیوب ہیٹ ایکسچینجر

گاہک کی ضروریات کے مطابق Vrcooler کی طرف سے اپنی مرضی کے مطابق شیل اور ٹیوب ہیٹ ایکسچینجر کو پینٹ کیا گیا ہے اور پیک کر کے فرانس بھیجنے کے لیے تیار ہے۔

شیل اور ٹیوب ہیٹ ایکسچینجر کو شیل اور ٹیوب ہیٹ ایکسچینجر بھی کہا جاتا ہے۔ یہ ایک تقسیم شدہ وال ہیٹ ایکسچینجر ہے جو شیل میں بند ٹیوب بنڈل کی دیوار کو حرارت کی منتقلی کی سطح کے طور پر استعمال کرتا ہے۔ اس قسم کے ہیٹ ایکسچینجر کا نسبتاً سادہ ڈھانچہ اور قابل اعتماد آپریشن ہوتا ہے۔ یہ مختلف ساختی مواد (بنیادی طور پر دھاتی مواد) سے بنایا جا سکتا ہے، اور اعلی درجہ حرارت اور زیادہ دباؤ کے تحت استعمال کیا جا سکتا ہے۔ یہ اس وقت سب سے زیادہ استعمال ہونے والی قسم ہے۔

شیل اور ٹیوب ہیٹ ایکسچینجرز کے ڈیزائن میں غور کرنے والے عوامل

گرمی کے تبادلے کے سامان کی بہت سی قسمیں ہیں۔ گرمی کی منتقلی کی ہر مخصوص حالت کے لیے، بہترین انتخاب کے ذریعے سب سے موزوں آلات کا ماڈل حاصل کیا جائے گا۔ اگر اس قسم کا سامان دیگر حالات میں استعمال کیا جائے تو گرمی کی منتقلی کا اثر بہتر ہو سکتا ہے۔ بڑی تبدیلی. لہذا، مخصوص کام کے حالات کے لیے ہیٹ ایکسچینجر کی قسم کا انتخاب کرنا بہت اہم اور پیچیدہ کام ہے۔ شیل اور ٹیوب ہیٹ ایکسچینجرز کے ڈیزائن کے لیے، درج ذیل عوامل قابل غور ہیں:

 

1. بہاؤ کی شرح کا انتخاب

ہیٹ ایکسچینجر کے ڈیزائن میں بہاؤ کی شرح ایک اہم متغیر ہے۔ بہاؤ کی شرح میں اضافہ گرمی کی منتقلی کے گتانک میں اضافہ کرے گا، اور اسی وقت، دباؤ ڈراپ اور بجلی کی کھپت میں بھی اضافہ ہوگا. اگر پمپنگ فلوئڈ استعمال کیا جاتا ہے، تو اس بات پر غور کیا جانا چاہیے کہ ریگولیٹنگ والو کے بجائے ہیٹ ایکسچینجر پر پریشر ڈراپ کو زیادہ سے زیادہ استعمال کیا جانا چاہیے، یہ بہاؤ کی شرح کو بڑھا کر حرارت کی منتقلی کے اثر کو بہتر بنا سکتا ہے۔

زیادہ بہاؤ کی شرح کو استعمال کرنے کے دو فائدے ہیں: ایک تو گرمی کی منتقلی کے مجموعی گتانک کو بڑھانا، اس طرح گرمی کی منتقلی کے علاقے کو کم کرنا؛ دوسرا ٹیوب کی سطح پر گندگی کے امکان کو کم کرنا ہے۔ لیکن یہ اسی طرح مزاحمت اور طاقت کی کھپت کو بھی بڑھاتا ہے، لہذا مناسب بہاؤ کی شرح کا تعین کرنے کے لیے معاشی موازنہ کرنا ضروری ہے۔

 

2. قابل اجازت پریشر ڈراپ انتخاب

بڑے پریشر ڈراپ کا انتخاب بہاؤ کی شرح کو بڑھا سکتا ہے، اس طرح گرمی کی منتقلی کے اثر کو بڑھاتا ہے اور گرمی کی منتقلی کے علاقے کو کم کرتا ہے۔ لیکن بڑے پریشر ڈراپ پمپ کے آپریٹنگ اخراجات کو بھی بڑھاتا ہے۔ مناسب پریشر ڈراپ ویلیو کو ہیٹ ایکسچینجر کی کل سالانہ لاگت، آلات کے سائز میں بار بار ایڈجسٹمنٹ، اور آپٹیمائزیشن کے حسابات کی بنیاد پر شمار کرنے کی ضرورت ہے۔

زیادہ تر آلات میں، یہ پایا جا سکتا ہے کہ ایک طرف تھرمل مزاحمت دوسری طرف سے نمایاں طور پر زیادہ ہے، اور اس طرف تھرمل مزاحمت کنٹرول کرنے والی تھرمل مزاحمت بن جاتی ہے۔ جب شیل سائیڈ کی تھرمل ریزسٹنس کنٹرول سائیڈ ہوتی ہے، تو بافل پلیٹوں کی تعداد بڑھانے یا شیل کے قطر کو کم کرنے کا طریقہ شیل سائیڈ پر سیال بہاؤ کی شرح کو بڑھانے اور حرارت کی منتقلی کی مزاحمت کو کم کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، لیکن وہاں ہے بافل پلیٹوں کے وقفہ کو کم کرنے کی حد۔ شیل قطر کے 1/5 یا 50 ملی میٹر سے کم نہیں ہو سکتا۔ جب ٹیوب سائیڈ کی تھرمل مزاحمت کنٹرول سائیڈ ہوتی ہے، تو ٹیوب کی پختگی کو بڑھا کر سیال بہاؤ کی شرح میں اضافہ ہوتا ہے۔

چپچپا مواد سے نمٹنے کے دوران، اگر سیال لیمینر بہاؤ میں ہے، تو مواد شیل کی طرف جائے گا. چونکہ شیل کی طرف سیال کا بہاؤ ہنگامہ خیز ہوتا ہے، اس کے نتیجے میں گرمی کی منتقلی کی شرح زیادہ ہوتی ہے اور دباؤ میں کمی کا بہتر کنٹرول ہوتا ہے۔

 

3. شیل سائیڈ سیال کا تعین

یہ بنیادی طور پر سیال کے آپریٹنگ پریشر اور درجہ حرارت، دستیاب پریشر ڈراپ، ساخت اور سنکنرن کی خصوصیات، اور اس بات پر غور کرنے کے لیے ضروری سامان اور مواد کے انتخاب پر مبنی ہے کہ سیال کس طریقے کے لیے موزوں ہے۔ مندرجہ ذیل عوامل کو منتخب کرتے وقت غور کرنے کے لئے دستیاب ہیں:

ٹیوب پاس کے لیے موزوں سیالوں میں پانی اور پانی کے بخارات یا مضبوط سنکنرن سیال شامل ہیں۔ زہریلا سیال؛ سیال جو ساخت میں آسان ہیں؛ وہ سیال جو زیادہ درجہ حرارت یا ہائی پریشر وغیرہ پر کام کرتے ہیں۔

شیل سائیڈ کے لیے موزوں سیالوں میں اوور ہیڈ ڈسٹلٹ کی گاڑھا ہونا شامل ہے۔ ہائیڈرو کاربن کی گاڑھا ہونا اور دوبارہ ابلنا؛ پائپ فٹنگز کے پریشر ڈراپ کے ذریعے کنٹرول کیے جانے والے سیال؛ اعلی viscosity کے ساتھ سیال، وغیرہ

جب مندرجہ بالا صورت حال ختم ہو جاتی ہے، تو میڈیم کون سا راستہ اختیار کرتا ہے اس کے انتخاب کو گرمی کی منتقلی کے گتانک کو بہتر بنانے اور دباؤ میں کمی کا زیادہ سے زیادہ فائدہ اٹھانا چاہیے۔ چونکہ شیل کی طرف درمیانے درجے کا بہاؤ ہنگامہ خیز بہاؤ تک پہنچنا آسان ہے (100 سے زیادہ یا اس کے برابر)، عام طور پر زیادہ چکنائی والے یا کم بہاؤ کی شرح کے ساتھ سیال کو منتقل کرنا فائدہ مند ہوتا ہے، یعنی کم رینالڈس کے ساتھ سیال۔ نمبر، شیل کی طرف. اس کے برعکس، اگر سیال ٹیوب میں ہنگامہ خیز بہاؤ تک پہنچ سکتا ہے، تو ٹیوب کے ذریعے جانے کا بندوبست کرنا زیادہ مناسب ہے۔ پریشر ڈراپ کے نقطہ نظر سے، عام طور پر کم رینالڈس نمبر کے ساتھ چلنے والا شیل معقول ہے۔

 

4. حتمی حرارت کی منتقلی کے درجہ حرارت کا تعین

حتمی گرمی کے تبادلے کا درجہ حرارت عام طور پر عمل کی ضروریات سے طے ہوتا ہے۔ جب ہیٹ ایکسچینج کا حتمی درجہ حرارت منتخب کیا جا سکتا ہے، تو اس کی قدر اس بات پر بہت زیادہ اثر انداز ہوتی ہے کہ آیا ہیٹ ایکسچینجر اقتصادی اور معقول ہے۔ جب گرم سیال کا آؤٹ لیٹ درجہ حرارت ٹھنڈے سیال کے آؤٹ لیٹ درجہ حرارت کے برابر ہوتا ہے، تو حرارت کے استعمال کی کارکردگی سب سے زیادہ ہوتی ہے، لیکن مؤثر حرارت کی منتقلی کے درجہ حرارت کا فرق سب سے چھوٹا ہوتا ہے اور ہیٹ ایکسچینج کا علاقہ سب سے بڑا ہوتا ہے۔

اس کے علاوہ، ندی کے آؤٹ لیٹ درجہ حرارت کا تعین کرتے وقت، درجہ حرارت کے کراس رجحان کا ہونا ضروری نہیں ہے، یعنی گرم سیال کا آؤٹ لیٹ درجہ حرارت ٹھنڈے سیال کے آؤٹ لیٹ درجہ حرارت سے کم ہے۔

5. سامان کی ساخت کا انتخاب

عمل کی بعض شرائط کے لیے، پہلے سامان کی شکل کا تعین کیا جانا چاہیے، جیسے کہ ایک فکسڈ ٹیوب شیٹ فارم یا تیرتی ہوئی سر کی شکل کا انتخاب کرنا۔

ہیٹ ایکسچینجر کے ڈیزائن کے عمل میں، حرارت کی منتقلی کو بڑھانے کے عمومی اہداف کا خلاصہ اس طرح کیا جاتا ہے: دی گئی ہیٹ ٹرانسفر کے تحت ہیٹ ایکسچینجر کا سائز کم کریں۔ موجودہ ہیٹ ایکسچینجر کی کارکردگی کو بہتر بنانا؛ بہتے کام کرنے والے سیال کے درجہ حرارت کے فرق کو کم کریں؛ یا پمپ کی طاقت کو کم کریں۔

گرمی کی منتقلی کے عمل سے مراد ایک سخت ڈیوائس کی دیوار کے ذریعے دو سیالوں کے درمیان حرارت کے تبادلے کا عمل ہے۔ سیال کی گرمی کی منتقلی کے طریقہ کار کے مطابق، یہ بنیادی طور پر دو اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: کوئی مرحلے میں تبدیلی اور مرحلے میں تبدیلی نہیں. بغیر مرحلے میں تبدیلی کے عمل کے بغیر حرارت کی منتقلی کی بہتر ٹیکنالوجی پر تحقیق عام طور پر تھرمل مزاحمتی پہلو کو کنٹرول کرنے کی بنیاد پر متعلقہ اقدامات کرتی ہے: جیسے ٹیوب کی اندرونی یا بیرونی سطح کو پھیلانا؛ ٹیوب میں غیر ملکی اشیاء ڈالنا؛ ٹیوب بنڈل سپورٹ کی شکل کو تبدیل کرنا؛ حرارت کی منتقلی کے اثر کو بڑھانے کے لیے ناقابل تسخیر کم ابلتے ہوئے پوائنٹس اور دیگر طریقوں کو شامل کرنا۔