কিভাবে একটি তাপ এক্সচেঞ্জার কাজ করে?

দুটি তরল একে অপরের সাথে সরাসরি যোগাযোগের অনুমতি না দিয়ে একটি তরল (তরল বা গ্যাস হিসাবে) এবং অন্য তরল (অন্য তরল বা গ্যাস) এর মধ্যে তাপ স্থানান্তর করতে ব্যবহৃত হয়, তাপ এক্সচেঞ্জারগুলি গরম এবং শীতল উভয় প্রক্রিয়ায় ব্যবহৃত হয়।

তাপ এক্সচেঞ্জারএয়ার কন্ডিশনার, রাসায়নিক প্ল্যান্ট, পেট্রোকেমিক্যাল প্ল্যান্ট, পেট্রোলিয়াম শোধনাগার, পাওয়ার স্টেশন, প্রাকৃতিক গ্যাস প্রক্রিয়াকরণ, রেফ্রিজারেশন, স্যুয়ারেজ ট্রিটমেন্ট এবং স্পেস হিটিং সহ বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনে ব্যবহৃত হয়। এটি অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিনগুলিতেও পাওয়া যেতে পারে, যেখানে তারা ইঞ্জিন কুল্যান্টকে রেডিয়েটর কয়েলের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হতে দেয় কারণ বায়ু তাদের পাশ দিয়ে প্রবাহিত হয়, বায়ু গরম করার সময় কুল্যান্টকে শীতল করে।

একটি হিট এক্সচেঞ্জার একটি তরল থেকে অন্য তরল, শীতল, তরলকে মেশানো বা সরাসরি সংস্পর্শে না এসে তাপের অনুমতি দিয়ে কাজ করে।

উদাহরণস্বরূপ, একটি পাইপ কল্পনা করুন যার চারপাশে আরেকটি পাইপ আছে। ভিতরের পাইপটি একটি গরম তরলকে এটির মধ্য দিয়ে যাওয়ার অনুমতি দিতে পারে যখন একটি শীতল তরল বাইরের পাইপের মধ্য দিয়ে একই সাথে পাস করা হয়। এটি শীতল তরলটিকে উষ্ণতর তাপমাত্রা কমাতে অনুমতি দেবে, কারণ উষ্ণতর তরল একই সাথে শীতলটির তাপ বাড়িয়ে তোলে। অবশ্যই, এটি হিট এক্সচেঞ্জের একটি খুব প্রাথমিক উদাহরণ, এবং হিট এক্সচেঞ্জারগুলি তদন্ত করার সময় অন্যান্য অনেকগুলি কারণ বিবেচনা করতে হবে:

1. পাস

পাইপগুলিকে বাঁকা করে, উদাহরণস্বরূপ একটি 'S' আকারে, আপনি হিট এক্সচেঞ্জার ছেড়ে যাওয়ার আগে তরলগুলিকে একাধিক 'পাস' করার অনুমতি দিতে পারেন। একটি একক পাস হল একটি সরল পাইপ, যেখানে তরল এক প্রান্তে প্রবেশ করে এবং তাপ এক্সচেঞ্জারের অন্য প্রান্তে মোটামুটি দ্রুত প্রস্থান করে। একটি ডাবল পাস একটি U-আকৃতি ব্যবহার করে, যাতে তরলটি একই প্রান্তে হিট এক্সচেঞ্জারে প্রবেশ করে এবং ছেড়ে যায়, তাপ এক্সচেঞ্জারে তরলগুলি একটি-অন্যটিকে অতিক্রম করার সময়কে দীর্ঘায়িত করে। একটি ট্রিপল পাস একটি 'S' আকৃতির গঠন ব্যবহার করে যা তরলকে প্রস্থান করার আগে তিনবার তাপ এক্সচেঞ্জারের দৈর্ঘ্য বরাবর ভ্রমণ করতে দেয়। পাসের সংখ্যা যত বেশি হবে, তাপ স্থানান্তরের পরিমাণ তত বেশি পাওয়া যায় - কেবল কারণ তরলগুলি দীর্ঘ সময় ধরে সিস্টেমে একসাথে থাকে - যদিও এর ফলে চাপ হ্রাস এবং বেগ হ্রাস হতে পারে।

2. তাপমাত্রা ক্রস-ওভার

তাপমাত্রা ক্রস- হয় যখন শীতল তরলের তাপ হিট এক্সচেঞ্জারে গরম তরলের তাপমাত্রার সাথে অতিক্রম করতে শুরু করে। উদাহরণ স্বরূপ, 30⁰C তাপমাত্রায় জলের পাশাপাশি 80⁰C তাপমাত্রায় একটি হিট এক্সচেঞ্জারে প্রবেশ করা তেল, জল 51⁰C এ পৌঁছানোর সাথে সাথে তেলটি 50⁰C-তে কমলে তাদের তাপমাত্রা অতিক্রম করতে পারে-। এই মুহুর্তে শীতল তরল (জল) তেলের চেয়ে গরম হয়ে উঠেছে। তাপমাত্রা ক্রস-ওভার একটি হিট এক্সচেঞ্জারের কার্যকারিতা উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করতে পারে, বিশেষ করে যখন ঠান্ডা হয়। কুল্যান্টের প্রবাহের হার বাড়িয়ে এটি এড়ানো যেতে পারে (নীচে 'প্রবাহের হার' দেখুন), তাই সিস্টেমে আরও কুল্যান্ট রয়েছে। যেখানে তাপমাত্রা অতিক্রম করা-অনিবার্য, সেখানে প্লেট হিট এক্সচেঞ্জার ব্যবহার করা (নীচে 'হিট এক্সচেঞ্জারের প্রকারগুলি দেখুন) সর্বোত্তম সমাধান।

3. তাপমাত্রার পার্থক্য

এটি কুল্যান্ট এবং গরম তরলের মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্যকে নির্দেশ করে, যা একটি হিট এক্সচেঞ্জারে গুরুত্বপূর্ণ, যেমন 'টেম্পারেচার ক্রস-ওভার' (উপরে) দ্বারা দেখানো হয়েছে। কুল্যান্টকে গরম তরলের চেয়ে কম তাপমাত্রায় রাখতে হবে এবং, কুল্যান্ট যত ঠান্ডা হবে, গরম তরল থেকে তাপ বের করার ক্ষেত্রে এটি তত বেশি কার্যকর হবে।

4. প্রবাহ হার

এটি একটি নির্দিষ্ট সময়ের মধ্যে একটি পাইপের একটি ক্রস-বিভাগের মধ্য দিয়ে যাওয়া তরলের পরিমাণ। তরলটি প্রবাহিত হওয়ার সময় প্রতি তরলের পরিমাণ হিসাবে এটি তৈরি করা হয় - একটি বৃহত্তর প্রবাহ হারের সাথে সম্ভাব্য তাপ স্থানান্তর করার তাপ এক্সচেঞ্জারের ক্ষমতা বৃদ্ধি করে। যাইহোক, আরও তরল মানে পরিবহনের জন্য একটি বৃহত্তর ভর, সেইসাথে চাপ হ্রাস এবং বেগ বৃদ্ধি।

হিট এক্সচেঞ্জারগুলি প্রবাহের বিন্যাস অনুসারে বা তাপ এক্সচেঞ্জারের নকশা অনুসারে শ্রেণিবদ্ধ করা যেতে পারে।

হিট এক্সচেঞ্জারগুলিতে পাওয়া প্রবাহ বিন্যাসের তিনটি প্রধান শ্রেণিবিন্যাস হল সমান্তরাল-প্রবাহ, প্রতি প্রবাহ এবং ক্রস-প্রবাহ:

• সমান্তরাল প্রবাহ:দুটি তরল হিট এক্সচেঞ্জারের একই প্রান্তে প্রবেশ করে এবং একসাথে প্রস্থান করার আগে সমান্তরালভাবে ভ্রমণ করে
• কাউন্টার ফ্লো:তরলগুলি হিট এক্সচেঞ্জারের বিপরীত দিকে প্রবেশ করে এবং বিপরীত দিকে সিস্টেমের মধ্য দিয়ে ভ্রমণ করে। এটি সবচেয়ে কার্যকর প্রবাহ ব্যবস্থা, কারণ তরলগুলির মধ্যে গড় তাপমাত্রার পার্থক্য পুরো সিস্টেম জুড়ে বেশি থাকে
• ক্রস-প্রবাহ:হিট এক্সচেঞ্জারের এই আকারে, তরলগুলি একে অপরের সাথে লম্বভাবে (সঠিক কোণে) ভ্রমণ করে

প্রবাহ বিন্যাসের পাশাপাশি, তাপ এক্সচেঞ্জারগুলিকে তাপ এক্সচেঞ্জারের শারীরিক নকশা অনুসারে প্রকার অনুসারে শ্রেণিবদ্ধ করা যেতে পারে:

• ডাবল পাইপ:এটি শিল্প দ্বারা ব্যবহৃত তাপ এক্সচেঞ্জার সবচেয়ে সহজবোধ্য ধরনের. নাম অনুসারে, এগুলি দুটি টিউব নিয়ে গঠিত যার মাধ্যমে তরল প্রবাহিত হতে পারে। ফ্লো কনফিগারেশন সমান্তরাল বা পাল্টা প্রবাহ হতে পারে, কাউন্টার ফ্লো আরও দক্ষ যখন সমান্তরাল প্রবাহ আরও ভাল হয় যদি দুটি তরল একই তাপমাত্রায় নিয়ে যেতে হয়। এই হিট এক্সচেঞ্জারগুলি ডিজাইন এবং রক্ষণাবেক্ষণ করা সহজ এবং সস্তা তবে অন্যান্য ডিজাইনের তুলনায় তুলনামূলকভাবে কম স্তরের দক্ষতা রয়েছে
• শেল এবং টিউব:শেল এবং টিউব হিট এক্সচেঞ্জারগুলি ধাতব টিউবের একটি সেট ব্যবহার করে যার মাধ্যমে একটি তরল প্রবাহিত হয়, একটি সিল করা শেল দ্বারা বেষ্টিত হয় যার মাধ্যমে দ্বিতীয় তরল প্রবাহিত হয়। এই ধরনের হিট এক্সচেঞ্জার সব ধরনের প্রবাহের সাথে কাজ করে – সমান্তরাল, কাউন্টার এবং ক্রস ফ্লো- এবং বাষ্প ইঞ্জিনে পাওয়া যায়। ব্যাফেলগুলি তরল প্রবাহকে নির্দেশ করতে, তরলে কম্পন প্ররোচিত করতে এবং টিউবগুলিকে সমর্থন করতে ব্যবহৃত হয়, অন্যদিকে পাখনাগুলিকে বায়ু-শীতল প্রযুক্তির (যেমন দহন ইঞ্জিন ইন্টার-কুলার) দিয়ে তাপ স্থানান্তরের ক্ষেত্র বাড়ানোর জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে
• প্লেট/পাখনা:এই ধরনের হিট এক্সচেঞ্জার পাতলা ধাতব প্লেটের স্তূপ ব্যবহার করে যা পাখনা দিয়ে আলাদা করে রাখা হয় লেভেল তৈরি করতে, অনেকটা বিল্ডিংয়ের মেঝের মতো। যাইহোক, এই 'মেঝে'গুলির প্রত্যেকটি স্বয়ং-উপরের বা নীচের থেকে আলাদা, একটি সিল করা টিউব তৈরি করে যার মাধ্যমে তরল প্রবাহিত হতে পারে। এটি একটি বৃহৎ পৃষ্ঠ এলাকা তৈরি করে যা দ্রুত তাপ বিনিময় করতে সক্ষম হয় এবং সমগ্র তাপ স্থানান্তর পৃষ্ঠ জুড়ে তরল প্রবাহের নিশ্চয়তা দেয়, তরল স্থবিরতা এবং জমা হওয়া রোধ করে। ঢেউতোলা প্লেট, প্লেট এবং ফ্রেম, প্লেট এবং শেল, বা সর্পিল প্লেট সহ প্লেটগুলি বিভিন্ন আকার, গভীরতা এবং আকারে তৈরি করা যেতে পারে। প্লেটগুলির মধ্যে একটি উচ্চ প্রবাহের অশান্তি বৃহত্তর তাপ স্থানান্তর এবং চাপ হ্রাস করে। এই ধরনের হিট এক্সচেঞ্জার গ্যাস ফার্নেস এবং বয়লারের মতো অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয়।
• এয়ার কুলড:এই ধরনের হিট এক্সচেঞ্জার সাধারণত যানবাহন এবং অন্যান্য চলমান অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে পাওয়া যায় যেখানে ঠান্ডা জল পাওয়া যায় না। দুটি তরলের পরিবর্তে, এয়ার কুলড সিস্টেমগুলি একটি ফ্যান থেকে ঠাণ্ডা বাতাস ব্যবহার করে বা গাড়ির চলাচলের কারণে বায়ু প্রবাহ হয়।
• কনডেন্সার, বয়লার এবং ইভাপোরেটর:এই ধরনের হিট এক্সচেঞ্জ একটি বিশেষ উল্লেখের দাবি রাখে কারণ এটি ইতিমধ্যে বর্ণিতদের থেকে কিছুটা ভিন্নভাবে কাজ করে। দুটি তরল (গরম এবং ঠান্ডা) ঢোকানোর পরিবর্তে, এগুলি একটি তাপ স্থানান্তর চক্র তৈরি করতে তরল আকারে (এবং বিপরীতভাবে) একটি গরম গ্যাসের শীতলকরণ এবং ঘনীভবন ব্যবহার করে। এটি বাষ্প টারবাইন এবং বাষ্প জেনারেটর দ্বারা ব্যবহৃত প্রক্রিয়া, যা জলকে বাষ্পে পরিণত করার চক্রকে ব্যবহার করে এবং এর পরবর্তী শীতল হয়ে তরলে পরিণত হয়।
• পুনরুদ্ধারকারী:একটি পুনরুদ্ধারকারী হল একটি তাপ এক্সচেঞ্জার যা তাপ ক্যাপচার করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে যা অন্যথায় হারিয়ে যাবে, যেমন একটি বিল্ডিং থেকে তাপ বের করা হয়। উষ্ণ বায়ু একটি পাল্টা প্রবাহ তৈরি করতে শীতল তরলের একটি পৃথক, আগত চ্যানেলের পাশাপাশি একটি চ্যানেলের মাধ্যমে নির্দেশিত হয়। এইভাবে একটি তাপ-পুনরুদ্ধার বায়ুচলাচল ব্যবস্থা কাজ করে, একটি বিল্ডিংকে বাইরের উষ্ণ বাতাস থেকে তার সমস্ত তাপ না হারিয়ে তাজা বাতাসে বায়ুচলাচল করার অনুমতি দেয়
• পুনর্জন্মকারী:এই ধরনের হিট এক্সচেঞ্জার আগত এবং বহির্গামী উভয় তরলকে একই চ্যানেলের মধ্য দিয়ে বিভিন্ন সময়ে বিপরীত দিকে যেতে দেয়। উষ্ণ তরল প্রবাহিত হওয়ার সাথে সাথে এটি তার কিছু তাপ ছেড়ে দেয়, যখন শীতল তরল প্রবাহিত হয়, এটি সেখানে অবশিষ্ট কিছু তাপ তুলে নেয়। এই ধরনের তাপ বিনিময় একটি স্টার্লিং ইঞ্জিনে ব্যবহৃত হয়, যেটি একটি পিস্টন ব্যবহার করে আটকে থাকা গ্যাসকে তাপের উৎস (যেমন আগুন) এবং একটি শীতল এলাকা বা 'সিঙ্ক'-এর মধ্যে ঠেলে দেয় যেখানে তাপ নষ্ট হয়ে যায়। এই ধরনের হিট এক্সচেঞ্জার তাপকে 'পুনরুত্পাদন' করে একটি সিস্টেমে তাপের ক্ষতি কমায়।

হিট এক্সচেঞ্জারগুলি শিল্প এবং দৈনন্দিন ব্যবহার উভয় ক্ষেত্রেই বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ব্যবহৃত হয়।

যদিও তাপ এক্সচেঞ্জারগুলি বিভিন্ন ডিজাইন এবং প্রবাহ সিস্টেমের পরিসরে আসে, তারা সব একই পদ্ধতিতে কাজ করে; একটি গরম এবং একটি শীতল তরল (আসলে মিশ্রিত না করে) মধ্যে তাপীয় যোগাযোগের অনুমতি দেয়, যাতে দুটি তরল তদনুসারে একটিকে গরম বা ঠান্ডা করে-৷

এটি যানবাহন এবং অন্যান্য ইউনিটের দক্ষতা উন্নত করে সেইসাথে খরচ বাঁচায় এবং শক্তি খরচ কমায় (এবং সংশ্লিষ্ট পরিবেশগত প্রভাব)।

HX পরিকল্পনার জন্য পৌঁছান

আপনার হিট এক্সচেঞ্জার প্রয়োগের পরিস্থিতি (যেমন খাদ্য প্রক্রিয়াকরণ, পেট্রোকেমিক্যাল শিল্প, পাওয়ার কুলিং) এবং মাঝারি বৈশিষ্ট্য (ক্ষয়/সান্দ্রতা/তাপমাত্রা) পরিবর্তিত হয়, তাই স্পেসিফিকেশন প্ল্যানটি একচেটিয়াভাবে অভিযোজিত হবে{0}}দয়া করে আমাদের আপনার প্রয়োজনগুলি জানান, এবং আমরা আপনাকে লক্ষ্যযুক্ত পরামিতি এবং উদ্ধৃতি প্রদান করব

ইমেইল:global@gneesteels.com