औद्योगिक हीट एक्सचेंजर विनिर्माण संयंत्रों की परिसंचारी प्रणाली के रूप में कार्य करते हैं और उनका डिजाइन प्रत्यक्ष रूप से परिचालन दक्षता को प्रभावित करता है।अपने उत्कृष्ट थर्मल प्रदर्शन के लिए जाना जाता हैइस लेख में प्लेट हीट एक्सचेंजर डिजाइन के लिए बुनियादी गणना विधियों की जांच की गई है, जिसे व्यावहारिक उदाहरणों द्वारा समर्थित किया गया है।
सटीक थर्मल लोड निर्धारण हीट एक्सचेंजर डिजाइन की आधारशिला है। थर्मल लोड विनिमय प्रक्रिया के दौरान तरल पदार्थों के बीच स्थानांतरित गर्मी का प्रतिनिधित्व करता है, जिसकी गणना इस प्रकार की जाती हैः
जहांः
द्रव्यमान प्रवाह दर वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह दर और द्रव घनत्व से प्राप्त की जा सकती हैः
लघुगणकीय औसत तापमान अंतर (LMTD) औसत तापमान ढाल को ताप हस्तांतरण को चलाने के लिए मापता हैः
जहाँ ΔT1और ΔT2एक्सचेंजर के प्रत्येक छोर पर तापमान के अंतर को दर्शाता है।उच्चतम एलएमटीडी मान अधिक ऊष्मा हस्तांतरण क्षमता का संकेत देते हैं लेकिन द्रव गुणों और दबाव गिरावट की सीमाओं पर सावधानीपूर्वक विचार करने की आवश्यकता होती है.
आवश्यक गर्मी हस्तांतरण सतह क्षेत्रफल की गणना निम्न के उपयोग से की जाती हैः
समग्र गर्मी हस्तांतरण गुणांक (यू) प्लेट सामग्री, फोल्डिंग प्रतिरोध और द्रव गुणों सहित कई कारकों को शामिल करता है। विशिष्ट मान 3,000-7,000 W/m2K पानी-पानी अनुप्रयोगों के लिए.
गर्म पानीः 25°C → 15°C 150 m3/h पर
ठंडा पानीः 7°C → 12°C (प्रवाह दर निर्धारित की जानी है)
1थर्मल बैलेंस:
Q = 1,744 kW → ठंडे पानी का प्रवाह = 300 m3/h
2. एलएमटीडी गणनाः
ΔT1= 13°C, ΔT2= 8°C → ΔTमैं= 10.3°C
3सतह क्षेत्रफल:
मान लें कि U = 5,000 W/m2K → A = 33.9 m2
4प्लेटों की संख्याः
0.5 m2 प्लेटों का प्रयोग → 68 प्लेटों की आवश्यकता
अत्यधिक दबाव में गिरावट पंपिंग लागत में वृद्धि करती है और प्रवाह दरों को कम कर सकती है। डिजाइन रणनीतियों में शामिल हैंः
आधुनिक डिजाइन उपकरण दबाव में गिरावट की बाधाओं के खिलाफ थर्मल प्रदर्शन को संतुलित करने में मदद करते हैं, जिसमें प्रति पास 0.5-1.5 बार के बीच विशिष्ट स्वीकार्य सीमाएं होती हैं।
समकालीन डिजाइन प्लेटफार्म पैरामीटर इनपुट के माध्यम से तेजी से प्रदर्शन सिमुलेशन की अनुमति देते हैं। ये उपकरण प्रदान करते हैंः
प्रभावी प्लेट हीट एक्सचेंजर डिजाइन के लिए थर्मल आवश्यकताओं, भौतिक बाधाओं और परिचालन मापदंडों के व्यवस्थित मूल्यांकन की आवश्यकता होती है।प्रस्तुत गणना पद्धति इंजीनियरों को व्यावहारिक परिचालन सीमाओं को बनाए रखते हुए गर्मी हस्तांतरण दक्षता को अनुकूलित करने में सक्षम बनाती हैचूंकि औद्योगिक प्रक्रियाओं में अधिक ऊर्जा दक्षता की आवश्यकता होती है, इसलिए टिकाऊ विनिर्माण संचालन के लिए सटीक हीट एक्सचेंजर डिजाइन तेजी से महत्वपूर्ण हो जाता है।
औद्योगिक हीट एक्सचेंजर विनिर्माण संयंत्रों की परिसंचारी प्रणाली के रूप में कार्य करते हैं और उनका डिजाइन प्रत्यक्ष रूप से परिचालन दक्षता को प्रभावित करता है।अपने उत्कृष्ट थर्मल प्रदर्शन के लिए जाना जाता हैइस लेख में प्लेट हीट एक्सचेंजर डिजाइन के लिए बुनियादी गणना विधियों की जांच की गई है, जिसे व्यावहारिक उदाहरणों द्वारा समर्थित किया गया है।
सटीक थर्मल लोड निर्धारण हीट एक्सचेंजर डिजाइन की आधारशिला है। थर्मल लोड विनिमय प्रक्रिया के दौरान तरल पदार्थों के बीच स्थानांतरित गर्मी का प्रतिनिधित्व करता है, जिसकी गणना इस प्रकार की जाती हैः
जहांः
द्रव्यमान प्रवाह दर वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह दर और द्रव घनत्व से प्राप्त की जा सकती हैः
लघुगणकीय औसत तापमान अंतर (LMTD) औसत तापमान ढाल को ताप हस्तांतरण को चलाने के लिए मापता हैः
जहाँ ΔT1और ΔT2एक्सचेंजर के प्रत्येक छोर पर तापमान के अंतर को दर्शाता है।उच्चतम एलएमटीडी मान अधिक ऊष्मा हस्तांतरण क्षमता का संकेत देते हैं लेकिन द्रव गुणों और दबाव गिरावट की सीमाओं पर सावधानीपूर्वक विचार करने की आवश्यकता होती है.
आवश्यक गर्मी हस्तांतरण सतह क्षेत्रफल की गणना निम्न के उपयोग से की जाती हैः
समग्र गर्मी हस्तांतरण गुणांक (यू) प्लेट सामग्री, फोल्डिंग प्रतिरोध और द्रव गुणों सहित कई कारकों को शामिल करता है। विशिष्ट मान 3,000-7,000 W/m2K पानी-पानी अनुप्रयोगों के लिए.
गर्म पानीः 25°C → 15°C 150 m3/h पर
ठंडा पानीः 7°C → 12°C (प्रवाह दर निर्धारित की जानी है)
1थर्मल बैलेंस:
Q = 1,744 kW → ठंडे पानी का प्रवाह = 300 m3/h
2. एलएमटीडी गणनाः
ΔT1= 13°C, ΔT2= 8°C → ΔTमैं= 10.3°C
3सतह क्षेत्रफल:
मान लें कि U = 5,000 W/m2K → A = 33.9 m2
4प्लेटों की संख्याः
0.5 m2 प्लेटों का प्रयोग → 68 प्लेटों की आवश्यकता
अत्यधिक दबाव में गिरावट पंपिंग लागत में वृद्धि करती है और प्रवाह दरों को कम कर सकती है। डिजाइन रणनीतियों में शामिल हैंः
आधुनिक डिजाइन उपकरण दबाव में गिरावट की बाधाओं के खिलाफ थर्मल प्रदर्शन को संतुलित करने में मदद करते हैं, जिसमें प्रति पास 0.5-1.5 बार के बीच विशिष्ट स्वीकार्य सीमाएं होती हैं।
समकालीन डिजाइन प्लेटफार्म पैरामीटर इनपुट के माध्यम से तेजी से प्रदर्शन सिमुलेशन की अनुमति देते हैं। ये उपकरण प्रदान करते हैंः
प्रभावी प्लेट हीट एक्सचेंजर डिजाइन के लिए थर्मल आवश्यकताओं, भौतिक बाधाओं और परिचालन मापदंडों के व्यवस्थित मूल्यांकन की आवश्यकता होती है।प्रस्तुत गणना पद्धति इंजीनियरों को व्यावहारिक परिचालन सीमाओं को बनाए रखते हुए गर्मी हस्तांतरण दक्षता को अनुकूलित करने में सक्षम बनाती हैचूंकि औद्योगिक प्रक्रियाओं में अधिक ऊर्जा दक्षता की आवश्यकता होती है, इसलिए टिकाऊ विनिर्माण संचालन के लिए सटीक हीट एक्सचेंजर डिजाइन तेजी से महत्वपूर्ण हो जाता है।
