نوشته‌ها

ماشین سازی بخار شعله خراسان با بیش از ۱۵ سال تجربه فعالیت در زمینه طراحی و تولید مخازن تحت فشار ، دیگ بخار ، دیگ آبگرم ، دیگ روغن داغ ، مبدل حرارتی ، فیلتر شنی ، سختی گیر ، منبع کویلی ، دی اریتور و تجهیزات استخر ، سونا و جکوزی ، هم اکنون در زمره برترین شرکت های فعال در این صنعت می باشد.

دیگ بخار

یکی از اساسی ترین نکاتی که خریداران بویلرهای بخار و آبگرم باید به آن توجه کنند استاندارد بودن محصول مورد نظر می باشد.طبق مصوبه سازمان استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران همه سازندگان معتبر مخازن تحت فشار ملزم به رعایت استاندارد ملی isiri 4231و isiri7911 برای طراحی و تولید این محصولات هستند.ماشین سازی بخار شعله خراسان  با تلاش مهندسین فنی خود مفتخر به اخذ دو نشان ملی طلایی استاندارد شده است.کلیه محصولات این شرکت تحت نظارت مستقیم شرکت های بازرسی مورد تایید سازمان استاندارد طراحی و تولید می شود و پلاک طلایی استاندارد دریافت می کند.

چرا بخار شعله؟؟؟

  • استاندارد بودن محصول
  • راندمان بالا محصولات
  • دارا بودن ۴ سال گارانتی رایگان بر روی محصولات
  • دارا بودن ۱۵ سال خدمات پس از فروش
  • مشاوره رایگان در تمامی مراحل پیش و پس از ساخت
  • راه اندازی دستگاه بصورت رایگان توسط متخصصین فنی در خط خریدار
  • آموزش رایگان بصورت عملی توسط تیم فنی
  • تامین لوازم و قطعات یدکی مورد نیاز
  • ارائه مدارک فنی و تست های آزمایشگاهی مواد اولیه و محصولات
  • امکان بازدید از خط تولید و فرایند ساخت به دفعات نامحدود

دیگ بخار

 

فعالیت ما

شرکت سهامی خاص ماشین سازی بخار شعله خراسان با شماره ثبت ۷۰۱۶۹ به ثبت رسیده است . این شرکت در زمینه ی خرید و فروش ، صادرات و واردات کلیه کالاها و ماشین آلات و ارائه کلیه فعالیت ها در زمینه تولید و ساخت و مونتاژ ، تجهیز و راه اندازی خطوط تولید کارخانجات صنعتی و صنایع تبدیلی ، واردات تکنولوژی و صنایع مادر و ماشین آلات و تجهیزات تولیدی و صنعتی فعالیت دارد .

تضمین کیفیت

ماشین سازی بخار شعله خراسان محصولات تولیدی خود را درست مطابق نیاز و خواسته مشتری طراحی و تولید می نماید. در حین فرایند تولید واحد تضمین کیفیت شرکت طی چند مرحله فرایند را بررسی نموده تا محصول نهایی دقیقا مطابق با خواسته مشتری تولید گردد.بخار شعله خراسان علاوه بر پیاده سازی طرح بر اساس درخواست مشتری ، کیفیت محصولات تولیدی خود را توسط تیم کنترل کیفیت از ابتدای طراحی تا تکمیل فرایند تولید ، کنترل می نماید و تمامی محصولات بر اساس به روزترین استاندارد های دنیا طراحی و تولید میگردد.برای خرید دیگ بخار غذا با شماره های زیر تماس بگیرید.

جهت مشاوره با تیم فنی بخار شعله خراسان تماس بگیرید:

۰۹۱۲۸۹۷۸۶۰۰

۰۹۱۵۲۰۷۳۱۴۱

۰۵۱۳۵۴۱۵۰۵۰

لوله های آتش خوار در دیگ بخار

لوله آتشخوار به لوله‌هایی گفته می‌شود که به دلیل جنس خاص آلیاژ آنها، توانایی تحمل حرارت و فشار بالا برای عبور مایعات و گازهای حرارت بالا را دارند. این لوله‌ها باید تحمل حرارت حداقل ۴۵۰ درجه سانتی‌گراد را داشته باشند.

بیشترین کاربرد لوله‌های آتشخوار در ساخت دیگ‌ بخار یا همان بویلرهای صنعتی و سیستم‌های مبدل حرارتی بوده و به‌طور کلی هرجا که نیاز به تحمل فشار و حرارت بالا در سیستم انتقال حرارتی در صنایع است پای لوله‌های آتشخوار به میان می‌آید.

تعریف لوله آتشخوار

لوله‌های آتشخوار دسته‌ای از لوله‌های صنعتی هستند که به دلیل آلیاژ عنصر کربن و منگنز مقاومت بسیار بالایی در تحمل حرارت را دارند. آلیاژ لوله‌های آتشخوار معمولا دارای ۱۷/۰ تا ۱۹/۰ درصد کربن بوده که وجود کربن باعث سختی فولاد شده و دارای ۵۵/۰ تا ۸/۰ درصد منگنز هستند که آلیاژ ترکیبی حاصله تحمل حرارت‌های بالای ۴۵۰ درجه سانتی‌گراد را دارا است.

اینکه آهن معمولی به فولادی با ویژگی‌های خاص و مدنظر تبدیل شود بستگی به ساختار شیمیایی و ترکیب عناصر دیگر با آهن دارد به‌طوریکه با کم و زیاد کردن ترکیبات عناصر ویژگی خاصی را در فولاد موردنظر تقویت می‌کنند که در لوله‌های آتشخوار با ترکیب درصد کم کربن علاوه بر ایجاد سختی موردنظر فولاد خاصیت نرم و شکل‌پذیری خوبی در این دسته از لوله‌ها دارد.

حداقل میزان تحمل فشار در لوله‌های آتشخوار برای قطرهای ۶۴ میل به بالا ۳۲ اتمسفر بوده و حداقل میزان تحمل فشار برای  قطرهای کمتر، به دلیل قطر کمتر و مقاومت بالاتر برابر با ۸۰ اتمسفر است.

متداول ترین سایز لوله های آتشخوار:

۲۵٫۴ – ۳۱٫۸ – ۳۸ – ۴۴٫۵ – ۵۰٫۸ – ۵۷ – ۶۰٫۳ – ۶۳٫۵ – ۷۶٫۱

کاربرد لوله آتشخوار

از لوله آتشخوار برای ساخت دیگ‌ بخار، دیگ‌های روغن داغ ، صنابع لبنیات‌سازی، مبدل‌های حرارتی و به طور کلی هر جا که فشار و حرارت بالا همزمان مورد نیاز باشد، از این لوله‌ها استفاده می‌شود.

در صورتی که برای اتصال این لوله‌ها، نیاز به جوشکاری باشد، عملیات حرارت دادن بعد از جوشکاری، باید در درجه حرارت ۵۲۰ تا ۶۰۰ درجه سانتی‌گراد و به مدت حداقل ۱۵ دقیقه انجام شود.

خرید لوله آتشخوار

در خرید این لوله‌ها باید به وزن هر متر و هر شاخه‌ی لوله دقت کرد چرا که لوله‌های بی‌کیفیت و کم کیفیت و با وزن کم در بازار موجود هستند که به دلیل عدم مقاومت کافی و ترکیدگی در فشار و حرارت بالا، سبب حادثه جانی و مالی می‌شوند.

شرکت ماشین سازی بخار شعله خراسان از لوله های آتشخوار مانیسمان در ساخت بویلرهای خود استفاده می کند.

لوله های آتش خوار لوله های آتش خوار

لوله‌های آتش خوار در دیگ‌های بخار

در دستگاه‌های بخارشوی صنعتی یا دیگ بخار یا بویلر صنعتی، انتقال حرارت برای تولید بخار از طریق. این لوله ها انجام می شود. داخل لوله‌های آتش‌خوار حرارت ۸۰۰ درجه سانتیگراد و بیرون آنها آب وجود دارد. که این آب در اثر حرارت به بخار تبدیل میشود. بیشترین عامل تعیین قیمت در دستگاه کارواش بخار و بخارشوی صنعتی کیفیت. این لوله‌ها می باشد چرا که باید ظرفیت تحمل این میزان حرارت در کنار دمای آب را داشته باشند.

لوله های آتشخوار در دیگ‌های بخار فایر تیوب:

انتقال حرارت در دستگاه‌های بخارشوی صنعتی یا دیگ بخار. یا بویلر صنعتی، از طریق این لوله‌ها انجام می‌شود. هوای مشتعل شده از سمت مشعل از کوره دیگ بخار گذشته. و به  داخل لوله‌های آتش‌خوار حرارت با دمای ۸۰۰ درجه سانتیگراد هدایت می‌شود. و بیرون این لوله‌های آتش خوار آب وجود دارد. که این آب در اثر تبادل حرارت با این لوله‌ها به بخار تبدیل می‌شود. بیشترین عامل تعیین قیمت در دستگاه کارواش بخار و بخارشوی صنعتی کیفیت این لوله‌ها است چرا که باید ظرفیت تحمل این میزان حرارت در کنار دمای آب را داشته باشند.

طریقه عملکرد تولید بخار در دستگاه دیگ بخار:

هنگامی که مشعل روشن می‌شود حرارت از طریق تونل به انتهای دیگ می‌رود. از لوله‌ها بر می‌گردد و این فرایند سه بار تکرار می‌شود.  به هربار رفت و برگشت حرارت داخل دیگ و لوله‌ها یک «پاس» گفته می‌شود.

نکته مهم: از نظر استاندارد جهانی یک دیگ بخار باید بتواند سه پاس انجام دهد و در نهایت از اگزوز خارج شود. این سه پاس باعث می‌شود اصل حرارت مشعل به آب منتقل شود. و اتلاف انرژی کمتری صورت گیرد. اگر تعداد لوله‌ها در دستگاه کمتر از حد استاندارد باشد باعث می‌شود. تعداد پاس کاهش یابد و اگر به جای سه پاس، یک یا دو پاس داشته باشیم مدت زمان آماده‌سازی. بخار در دستگاه دوبرابر افزایش یافته و اتلاف انرژی زیادی به وجود می‌آید.

لوله‌ های آتشخوار در دیگ بخار واترتیوب:

در دیگ‌های واترتیوب آب از درون لوله‌ها عبور کرده و سطح خارجی لوله‌ها با هوای مشتعل شده. و داغ تبادل حرارت می‌کند. لوله‌های آتش‌خوار در این نوع دیگ بخار باید تحمل فشار بیشتری نسبت. به دیگ‌های بخار فایرتیوب داشته باشند بنابراین جنس آلیاژ به کار رفته آنها متفاوت است.

استاندارد لوله های آتشخوار

لوله آتشخوار دامنه کاربری خیلی بالایی دارد و به ‌همین ‌جهت با استانداردهای. مختلفی که هر کدام نیز ویژگی خاصی دارد تولید می ‌شود. انواع استاندارد این مقاطع را در ادامه بررسی می‌ کنیم.

  • لوله آتشخوار St35.8 تحت استاندارد دین آلمان که شماره استاندارد آن DIN17175 می باشد تولید می گردد. شماره آنالیز این استاندارد نیز ۱.۰۳۰۵ محاسبه می‌شود. لوله ‌های آتشخوار با این استاندارد دارای ترکیبی از عناصر کربن با ۱۷ تا ۱۹ صدم درصد. و منگنز با ۵۵/۰ تا ۷/۰ درصد است. فشار اتمسفری که توان تحمل آن را دارند حدود ۲۵ بار و تحمل حرارت تا ۵۸۵ محاسبه شده.که البته این حرارت باید به صورت غیر مستقیم باشد. این لوله‌ ها در ساخت دیگ‌ های روغن داغ و دیگ ‌های بخار مورد استفاده قرار می ‌گیرند. این نکته را باید متذکر شد که این لوله‌ ها به‌دلیل داشتن میزان پایین کربن به‌ راحتی شکل می ‌پذیرند و قابلیت انعطاف و خم کردن تا ۹۰ درجه را دارند.
  • لوله آتشخوار St45.8 که تحت استانداردهای DIN2448 و DIN17175 تولید شده و دارای شماره آنالیز ۱.۰۴۰۵ است. این لوله ‌های آتشخوار در آلیاژ خود حدود ۲/۰ تا ۲۲/۰ درصد کربن و در حدود ۵۵ تا ۶۵ صدم درصد منگنز دارند که فشار اتمسفری معادل ۳۰ بار و حرارت غیر مستقیم تا ۵۳۵ درجه سانتیگراد را برای لوله آتشخوار به ‌وجود می‌ آورند.
  • لوله‌ های آتشخوار ASME SA192 با استاندارد دین آلمان و با شماره استاندارد DIN17175 و شماره آنالیز ۱.۰۳۰۵ دارای ویژگی ‌های دیگری است. محتوای کربن در آلیاژ این لوله حدود ۱۸/۰ تا ۲/۰ درصد و محتوای منگنز در آن حدود ۴۵/۰ تا ۷/۰ محاسبه می‌ شود. لوله آتشخوار که با این استاندارد تولید شده می‌ تواند تا ۵۵۰ درجه سانتیگراد حرارت غیر مستقیم و ۲۷ بار فشار اتمسفری را تحمل کند.
  • لوله آتشخوار با استاندارد ASTM boiler tube A179 که شماره آنالیز آن نیز ۱.۰۳۰۵ است. این لوله ‌های بویلر کمترین میزان کربن یعنی ۱۶ تا ۱۸ صدم درصد را در آلیاژ خود دارند. ضمن اینکه میزان منگنز آنها نیز ۵ تا ۷ دهم درصد است که فشار اتمسفری تا ۱۵ بار و حرارت غیر مستقیم تا ۵۳۰ درجه سانتیگراد را باعث می‌ شود. این لوله ‌ها پرکاربردترین نوع لوله در ساخت انواع مبدل ‌های حرارتی هستند و به‌ دلیل میزان خیلی کم کربن بیشترین حالت انعطاف ‌پذیری یعنی تا ۱۸۰ درجه خم شدن را دارند.
کشورهای سازنده لوله آتشخوار

لوله آتشخوار ، مطابق با استانداردهای روز دنیا در کشورهای چین ، رومانی ، روس ، اروپای غربی و شرقی تولید می شود. این لوله ها ، تمامی مراحل آزمایشی دمای بالا و فشار بالا را طی کرده اند. و دارای گواهینامه تولید و آنالیز لوله با قطر و ضخامت مختلف می باشد.

جهت مشاوره با تیم فنی بخار شعله خراسان تماس بگیرید:

۰۹۱۲۸۹۷۸۶۰۰

۰۹۱۵۲۰۷۳۱۴۱

۰۵۱۳۵۴۱۵۰۵۰

توربولاتور و مبدل

در فرآیندهاي شیمیایی، مهمترین بخشی که مستقیماً با مصرف انرژي ارتباط می یابد، مبدل هاي حرارتی میباشند. ماشین سازی بخار شعله خراسان تلاش کرده است تا مبدل هایی طراحی کند که ضمن داشتن حداکثر بازدهی، در کارکردهاي بلندمدت، کمترین مشکلات عملیاتی را داشته باشند.اگر قصد خرید دیگ بخار را دارید تا پایان این مقاله همراه ما باشید.

اصولاً مبدلهاي حرارتی، به خصوص از نوع (پوسته- لوله ای) دارای دو مشکل عملکرد پایین حرارتی و جرم گرفتگی داخل لوله ها به خصوص در هنگام کارکرد با سیالات کثیف یا حساس به دما می باشند می دانیم که ضریب انتقال حرارت در جریان آشفته ونیز جریان آشوبناک بیش از ضریب انتقال حرارت در جریان آرام است .

پس هر ابزاري که کمک کند جریان به سمت آشفته شدن یا آشوبناك شدن پیش رود باعث افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی میشود در این مقاله کاربرد انواع توربولاتور در کارایی مبدل حرارتی مورد بررسی قرار گرفته است ، وقتی از توربولاتور درون لوله استفاده شود با افزودن یک مولفه سرعت که میتواند پایداري جریان را در معرض خطر قرار دهد،جریان به سمت آشفته شدن پیش برده و باعث افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی می گردد.

مبدل حرارتی

توربولاتور با ایجاد اغتشاش در جریان و از بین بردن لایه مرزي ، ضریب انتقال حرارت را افزایش داده ، از رسوب سیال بر سطح داخلی لوله جلوگیري می کند و باعث طولانی تر شدن زمان عبور جریان سیال در لوله می شود، درنتیجه سیال مدت زمان بیشتري در تماس با سطح تبادل حرارتی قرار می گیرد و میزان انتقال حرارت افزایش می یابد.

امروزه با توجه به کم شدن منابع انرژي و از طرفی افزایش هزینه هاي استفاده از انرژي اکثر محققین و مهندسین در تلاش هستند تا با ساخت تجهیزات کمکی مانند توربولاتورها براي دستگاههاي صنعتی بتوانند حتی به مقداري اندك در مصرف انرژي صرفه جویی نمایند. تاکنون تغییرات زیادی برروی توربولاتور ها صورت گرفته است و انواع مختلفی از آن در کارایی های متفاوت به بازار عرضه شده است.

بخار شعله خراسان

در سال های اخیر بررسی های زیادی بر روی افزایش انتقال حرارت وهمین طور کارایی مبدل های حرارتی صورت گرفته.علاوه بر این، بررسی تلفات انرژی نیز جزو موارد بسیار مهمی است که در سالهای اخیر مورد توجه محققان قرار گرفته است. به طور کلی راه های افزایش انتقال حرارت و همینطور کارایی مبدل های حرارتی به سه دسته ی اکتیو، پسیو و روش های ترکیبی قابل تقسیم می باشند. در روشهای اکتیو، انرژی خارجی به منظور بهبود انتقال حرارت مورد استفاده قرار میگیرد.

توربولاتور

برای مثال استفاده از امواج صوتی یا میدان مغناطیسی به منظور مغشوش کردن جریان، از جمله روش های اکتیو می باشد. روش پسیو، روشی است که در آن نیازی به استفاده از انرژی خارجی وجود ندارد. استفاده از نانوسیال ها ، موج دار کردن لوله ها ، استفاده از لوله ها فین دار، لوله های میکروفین دار, لوله های مسطح  و استفاده از توربولاتور های مختلف از جمله توربولاتورهای پیچشی، فنرها ، توربولاتور پنجره ای و غیره از جمله ی این روش ها می باشند.

روش های ترکیبی نیز به روش هایی گفته میشود که در آنها روش های اکتیو و پسیو به صورت ترکیبی مورد استفاده قرار میگیرند به عنوان مثال استفاده همزمان از میدان مغناطیسی و نانو سیال نمونه ای از این روش می باشد. هر سه روش فوق به منظور افزایش انتقال حرارت در جاهای مختلف از جمله مبدل های حرارتی، نیروگاه های هسته ای،صنایع غذایی و غیره به کار گرفته میشوند.

 

انتقال گرما :

به بیان بسیار ساده میتوان این گونه بیان کرد که انتقال گرما، گذر انرژي بر اثر اختلاف دماست. در واقع هر گاه میان دو جسم یا دو محیط اختلاف دما وجود داشته باشد انتقال گرما روي خواهد داد. بشر از دیرگاه براي انتقال سیال بصورت پیوسته از لوله استفاده می نمود. لوله در اینجا مجرایی است که سیال در داخل آن جریان می یابد و همزمان گرم یا سرد نیز میشود.هنگامی که سیال لزجی وارد مجرایی می شود ، لایه مرزي، در طول دیواره تشکیل خواهد شد. لایه مرزي به تدریج در کل  سطح مقطع مجرا توسعه می یابد و از آن به بعد به جریان، کاملا توسعه یافته (فراگیر ) گفته میشود.

در ناحیه کاملا توسعه یافته در داخل لوله ، عملاً لایه مرزي وجود ندارد چون دو ناحیه مختلف، که یکی با سرعت جریان آزاد و دیگري تحت تاثیر دیواره باشد ، وجود نخواهد داشت و در سرتاسر لوله ، تمام نواحی تحت تاثیر دیواره قرار دارند. از آنجا که لایه مرزي، مقاومتی در برابر انتقال حرارت است، لذا بیشترین میزان ضریب انتقال حرارت جابجایی در ابتداي لوله، یعنی در جایی که ضخامت لایه مرزي صفر است، مشاهده میشود. مقدار این ضریب به تدریج همزمان با افزایش ضخامت لایه مرزي و در نتیجه افزایش مقاومت در برابر انتقال حرارت، کاهش می یابد.

ضریب انتقال حرارت جا به جایی :

امروزه به منظور افزایش ضریب انتقال حرارت جابه جایی مطرح است بحث استفاده از مبدلهاي حرارتی آشوبناك است. به این معنی که براي افزایش ضریب انتقال حرارت و غالبا در کویلها، جریان را آشوبناك میکنند. بروز هر دو پدیده (آشفتگی و آشوبناکی) در جریان سیال باعث افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی میشود. که هر چه مقدار ضریب انتقال حرارت جابجایی بزرگتر باشد مبدل حرارتی راندمان بالاتري خواهد داشت. باتوجه به گستردگی استفاده از مبدل هاي حرارتی پوسته و لوله در صنایع مختلف از حدود یک قرن پیش پژوهش هایی با این موضوع انجام شده اند.

تعداد مقالات با موضوع طراحی مبدل هاي پوسته و لوله در اواخر دهه ۸۰ و اوایل دهه ۹۰ میلادي به بالاترین حد خود رسیده و پس از آن سیري نزولی داشته است. نکته مهم این است که در سالهاي اخیر تقریبا هیچ طراحی جدیدي براي مبدل هاي حرارتی پوسته و لوله و (توربولاتور)ارائه نشده است و فقط روش هایی براي افزایش کارایی مبدل هاي حرارتی مانند استفاده از ابزار افزاینده انتقال حرارت قابل نصب درداخل لوله یا بهینه سازي و تصحیحی روش هاي قدیمی طراحی ارایه شده اند.

توربولاتور

توربولاتور(Turbulator) : توربولاتور یا پره هاي مارپیچی درون لوله هاي دیگ بخار ، بویلر آبگرم و آبداغ و مبدل هاي لوله اي و غیره قرار داده می شوند و به غیر از اینکه به جریان حالت دورانی می دهند ، موجب می شوند که جریان سیال در داخل لوله ها از حالت جریان آرام به حالت جریان مغشوش تبدیل شود.همان طور که می دانیم میزان انتقال حرارت در جریان مغشوش بسیار بالاتر از جریان آرام می باشد و وجود این پره ها باعث افزایش میزان انتقال حرارت در مبدل ها شده و به تبع آن موجب افزایش راندمان مبدل ها ، کاهش مصرف انرژي می گردد.

تاریخچه توربولاتور :

پیشینه تاریخی استفاده از توربولاتور در دیگ بخار، دیگ آبگرم و آبداغ به سال ۱۸۹۶ در انگلستان باز می گردد. در این سال در تحقیقی نشان داده شد كه با استفاده از توربولاتور نوار پیچانده می توان مصرف زغال سنگ را در بویلر لوله آتشی ۲/۱۸  درصد كاهش داد.استفاده از توربولاتور از اوایل قرن بیستم در انگلستان معمول گردید. هم اكنون در بسیاری از كشورهای دنیا توربولاتور بعنوان بخشی جدایی ناپذیر از بویلر درآمده است و سازندگان بویلر از همان ابتدا بویلر را مجهز به توربولاتور به مشتریان خود تحویل می دهند .

در کتاب :

improving steam system performance:A Sourcebook for Industry

كه مرجع بهره وری سوخت در آمریكا محسوب می شود، تاكید بر استفاده از توربولاتور در پاس ۲ و ۳ بویلرهای لوله آتشی دارد.

قوانین پایه در توربولاتور ها :

انتقال حرارت بین دو سیال در مبدل از طریق سطح فلزي است که آنها را از یکدیگر جدا کرده، پس هر چه سطح تماس سیال با این سطح بیشتر باشد، ضریب انتقال حرارت بالاتري حاصل خواهد شد و بازده مبدل افزایش پیدا میکند. براي افزایش سطح حرارت از پره ها استفاده میشود. در مبدل ها میتوان پره ها را روي جداره هاي خارجی یا داخلی نصب نمود البته پره هاي داخلی علاوه بر افزایش راندمان انتقال حرارت، افت فشار سمت لوله را نیز افزایش میدهند. براي افزایش ضریب انتقال حرارت به جاي پره هاي داخلی میتوان از توربولاتورها استفاده کرد که درون لوله ها قرار میگیرند. این کلاف ها مشابه پره هاي داخلی عملکرده ولی افت فشار سمت لوله را نسبت به آنها بیشتر افزایش میدهد.

مبدل

در مبدلهاي حرارتی تازمانیکه رسوبگذاري به تشکیل یک پرده نازك بازدارنده از حرکت سیال در دیواره لوله منجر شود حرکت سیال به راحتی ادامه دارد. ته نشین شدن رسوب در جداره لوله باعث ممانعت از انتقال کامل حرارت در لوله میگردد.توربولاتور از شکل گیري این پرده نازك جلوگیري میکند و جریان مغشوش باعث بالارفتن عدد میگردد.

این موضوع باعث افزایش ضریب انتقال حرارت در مبدلهاي حرارتی میشود و همچنین بر مخلوط و منفعل شدن جریان در میکسرهاي خطی و رآکتورها تاثیر میگذارد. اغتشاش ایجاد شده توسط توربولاتور همچنین فوق العاده رسوبگذاري را کاهش می دهد و رسوب هاي ته نشین شده در جداره لوله توسط ذرات مواد را جاروب میکند.

 

توربولاتور چیست

اصول و مبانی استفاده از توربولاتور ها :

روشهاي متعددي براي افزایش بازدهی مبدلهاي حرارتی ارائه شده است. که به دلیل هزینه کمتر نسبت به روشهاي دیگر و عدم استفاده از سایر منابع انرژي نظیر برق.، جنبه هاي اجرایی استفاده از وسایل افزاینده انتقال حرارت براي مهندسان. در صنایع، بسیار پرجاذبه تر تشخیص داده شده است. توربولاتورها که با اشکال هندسی خاصی طراحی میشوند، درون لوله هاي مبدل قرار داده میشوند.

توربولاتورها با ایجاد سرعتهاي چرخشی در جریان سیال و افزایش اختلاط به خصوص. در نزدیکی دیواره هاي داخلی لوله هاي مبدل، نهایتاً سبب میگردند. که از سرعت ته نشینی ذرات کاسته شده و از تشکیل لایه مرزي نیز جلوگیري گردد. فرصت نیافتن سیال براي تشکیل لایۀ مرزي که خود از مقاومت هاي مهم در برابر انتقال حرارت محسوب میشود.، از دلایل عمده افزایش نرخ انتقال حرارت میان سیال درون لوله و پوسته میباشد.

مبدل

به علاوه، افزایش سرعت شعاعی و محوري در جریان سیال داخل لوله باعث نوعی یکنواختی. در توزیع دما در طول لوله و در هر مقطع از آن میگردد .لذا در برخی از مکانیزم هاي تشکیل که دلیل اصلی بوجود آمدن. آن نقاط داغ موضعی  جرم گرفتگی درون لوله هاي مبدل ها نظیر کُک در سطح لوله است. استفاده از این وسایل باعث جلوگیري از این پدیده شده و نهایتاً سبب بهبود انتقال حرارت در طول لوله میگردد. توربولاتورها در انواع مختلفی طراحی میشوند که هر یک بسته به ساختمان طراحی خود.، با مکانیزم خاصی سبب افزایش انتقال حرارت و کاهش همزمان جرم گرفتگی در لوله ها میگردند.

توربولاتورها نه تنها در لوله هاي مبدل هاي پوسته- لوله اي بلکه در کولرهاي هوایی.، جوش آورها، چگالنده ها، و کوره هاي احتراقی نیز به طور عملی استفاده میشوند.

 

توربولاتور

توربولاتور وسیله ای برای افزایش راندمان :

روش های معمول افزایش راندمان مبتنی بر بازیابی انرژی خروجی همراه دود. و استفاده از آن جهت پیش گرم كردن آب یا هوای ورودی به دیگ بخار است.در استفاده از توربولاتور هدف اصلی دستیابی به روشی است. كه میزان انتقال حرارت از دود به آب داخل بویلر افزایش یافته.، دمای خروجی دود كاهش یافته، و در نتیجه راندمان بویلر افزایش یابد.استفاده از توربولاتور روش مقرون به صرفه تری در افزایش راندمان مجموعه بخار نسبت. به استفاده از اكونومایزر و یا پیش گرمكن هوا می باشد.

توربولاتور

اصول کارکرد توربولاتور :

در دیگ بخار و بویلر آبگرم و آبداغ فایر تیوب. ، سوخت پس از احتراق در كوره ، وارد لوله های دود می گردد.محصولات احتراق در عبور از این لوله ها ، حرارت خود را به آب بیرون لوله ها منتقل می كنند. و سرانجام از طریق دودكش خارج می شوند.جریان دود در لوله های دود و یك جریان توسعه یافته با پروفیل سرعت مستقیم است. كه لایه مرزی یاد شده كه سرعت خیلی كمتری نسبت به جریان اصلی دارد. به مثابه یك عایق حرارتی بین جداره لوله و حجم اصلی جریان قرار می گیرد. و میزان انتقال حرارت را كاهش می دهد.همچنین دوده وارد لوله می شوند. با قرار گرفتن در این لایه كم سرعت، فرصت نشستن بر روی جداره لوله را پیدا می كنند.

توربولاتور وسیله مكانیكی ثابتی است كه در جریان سیال قرار گرفته و با ایجاد اغتشاش. در جریان و از بین بردن لایه مرزی، ضریب انتقال حرارت را افزایش داده. و از رسوب دوده بر روی سطح داخلی لوله جلوگیری می كند.همچنین توربولاتور مسیر عبور جریان دود در لوله را طولانی تر نموده.، دوده مدت زمان بیشتری در تماس با سطح تبادل حرارتی قرار می گیرد. و در نتیجه میزان انتقال حرارت افزایش می یابد.

طراحی توربولاتور :

گام پیچش مهم ترین پارامتر در طراحی توربولاتور است. نسبت گام به قطر لوله را نسبت پیچش نامیده نمایش می دهند . هر چه قدر این عدد کوچکتر باشد.، تعداد پیچ ها در واحد طول بیشتر بوده و لاجرم میزان اغتشاش و طول مسیر بیشتر شده و میزان انتقال حرارت بیشتر  نكته محدود كننده  خواهد بود . با قرار گرفتن توربولاتور در لوله های دود  افت فشاری، در مسیر دود ایجاد می گردد. كه چنانچه اختلاف فشار ایجاد شده توسط فن مشعل و دودكش نتواند. بر آن فائق آید، دود نمی تواند از بویلر خارج شده، مشعل پس زده و خاموش می شود. برای بدست آوردن نقطه بهینه طراحی، ضریبی تعریف می گردد. كه حاصل تقسیم میزان افت فشار بر دمای خروجی دودكش است.

ابعاد بهینه توربولاتور :

نقطه مینیمم منحنی ، ابعاد بهینه توربولاتور است كه در آن میزان افت فشار نسبت به افزایش راندمان حداقل است.البته ممكن است در نقطه بهینه طراحی هم مجموعه فن مشعل و دودكش توان غلبه بر افت فشار ایجاد شده را نداشته باشند كه در این  صورت باید لاجرم از نقطه بهینه دور شد .بهینه هر بویلر با دیگری متفاوت است ولی محدوده كلی آن بین۲/۶ تا ۳/۴می باشد .عملی كه بستگی به افت فشار مجاز دارد عددی بین ۳ تا۵ است.

موارد به کارگیری توربولاتور :

* اصولاً به کارگیري و مزایاي ناشی از به کاربردن این وسایل در مبدلهاي پوست لوله اي. در دو زمینه زیر قابل توجه مهندسان بوده است:

۱- در بهبود کارکرد مبدلهاي حرارتی موجود، مزایاي عمدهاي در فرآیند مربوط با نصب این وسایل. در درون لوله ها و سپس کاهش تعداد گذرهاي طرف لوله به صورت زیر حاصل میگردد :

  •  کاهش رسوبگرفتگی در لوله ها .( برای اطلاعات بیشتر درباره خوردگی دیگ بخار این مقاله را مطالعه نمایید.)
  •  رساندن درجۀ حرارتهاي سیالات خروجی از طرف لوله و طرف پوسته به دماهاي مورد نظر در طراحی و حتی فراتر از آن .
  •  افزایش ظرفیت واحد ها با بالابردن دبی جریان ها در مبدل ها، به خصوص وقتی که مبدلها.، دستگاه هاي حرارتی گلوگاهی فرایند محسوب می شوند .
  •  افزایش بار حرارتی دستگاه هاي تبادل حرارتی و اصلاح شبکۀ مبدل هاي حرارتی و نهایتاً کاهش مصرف آب و بخار در یک فرآیند.

۲_ مزایاي ناشی از به کارگیري این تکنولوژي درطراحی اولیه مبدل ها :

  •  کاهش سطح انتقال حرارت مورد نیاز به مقدار بسیار قابل ملاحظه.
  • کاهش تعداد پوسته ها و گذرهاي طرف لولۀ مبدل و ساده تر شدن ساختمان مبدل در طراحی.
انواع توربولاتور :

 

نوار پیچانده

نوار پیچانده Twisted tape   :

معمولترین نوع توربولاتور میباشد و ضریب انتقال حرارت داخل لوله را تا ۳/۵ برابر  افزایش می دهد. و درعین حال افت فشار اضافی چندانی به سیستم تحمیل نمیکند.

  • نوار پیچانده سوراخ دار : نوار پیچانده کلاسیک نوع دیگری از این نوار ها می باشد. که با ایجاد سوراخ هایی برروی آن باعث افت فشار کمتری حدود ۲۰% درصد میشود. در حالی که انتقال حرارت به صورت نامحسوسی کاهش میابد. که در حالت کلی بازده مبدل افزایش میابد.
  • نوار پیچانده ساعت گرد و پاد ساعت گرد : استفاده متناوب از افزونه های ساعت. گرد و پاد ساعت گرد به منظور اصلاح شبکه افزونه پیچانده مورد استفاده قرار می گیرد.

داده های تجربی نشان داده اند که استفاده از نوار های پیچانده با محور های متناوب می تواند. عدد ناسلت بیشتری نسبت به نوار های پیچانده ساده ایجاد کند .

این واقعیت را  که ضریب اصطحکاک و عدد ناسلت دارای رابطه مستقیم هستند. با اندازه گیری ویژگی های انتقال حرارت به ازای زوایای پیچش مختلف در نوار های پیچانده ساعت گرد. و پاد ساعت گرد مشخص شده اند . به ازای اعداد رینولدز مختلف برای زوایای پیچش  ۳۰درجه ، ۶۰درجه ، ۹۰درجه ضریب اصطحکاک به ترتیب. در حدود ۲٫۷ و ۳٫۱ تا ۴ و ۵ برابر نسبت به حالت ساده افزایش یافته است.

نوار خمیده

نوار خمیده :

افزایش ضریب انتقال حرارت تا ۷ برابر گزارش شده است. ولی به دلیل افت فشار بالا (تا حد ۳۰۰ درصد افت فشار لوله خالی) موارد استفاده از آن محدود است. و نیاز به دقت و محاسبات خاص و در صورت امکان تعویض فن دمنده مشعل دارد.

نوار خمیده

سیم فنری :

افت فشار کم، سهولت تولید همراه با ۲ برابر کردن ضریب انتقال حرارت این نوع توربولاتور. را در رتبه دوم مصرف پس از نوار پیچانده قرار داده است. موقعی که سیالی از داخل یک لوله صاف عبور میکند. ( خصوصًا سیالهای با ویسکوزیته بالا ) قسمتی از سیال که نزدیک جداره لوله است در اثر اصطکاک با جداره و کم بودن سرعت عبور سرد شده. ولی مابقی سیال انتقال حرارت کمتری خواهد داشت و کلاً انتقال حرارت طرف لوله کمتر خواهد شد . با قراردادن توربولاتور های سیمی در داخل این لوله ها جریان آرام در نزدیک جداره لوله را میتوان. به هم زد و با ایجاد یک توربولانس ، جریان در مرکز لوله را به کناره ها و بالعکس منتقل نموده و انتقال حرارت را بهبود بخشید .

توربولاتورها جهت افزودن بازدهی انتقال حرارت در لوله های صاف و در جریانهای آرام. ( با عدد رنولدز پائین ) موثر است . همچنین باعث افزایش انتقال حرارت در رژیم جریان آرام و. همینطور مثمر ثمر در جریان های توربولانس و غیر آرام نیز میباشد . این توربولاتورها  از سیم های فلزی که بصورت حلقه های اسپیرال بافته میشوند. مطابق عکس هایی که در زیر ملاحظه می کنید ، تولید میشوند .این نوع توربولاتورها مزایای زیادی نسبت به نوع فین دار و یا ورقی دارند .

سیم فنری

تراکم توربولاتورها جهت ایجاد جریان مغشوش برحسب نوع سیال و یا گازی که از داخل لوله ها عبور میکند. با در نظر گرفتن مؤلفه های ضریب انتقال حرارت ماکزیمم ، کمترین افت فشار و اقتصادی بودن قطر و طول لوله ها و در جهت رسیدن. به پمپی و با قدرت پایین تعیین میگردد .توربولاتورها طوری ساخت میشوند. که پس از عبور از یک سر لوله کاملا در لوله محکم میشود و امکان جابجایی و حرکت را ندارند .

توربولاتورحداکثر با طول ۳ متر و با استفاده از سیم مسی و سیم استینلس استیل تولید میشوند .فین های این نوع توربولاتور در یک جهت بصورت اریب بوده و هیچگونه تیزی در آن وجود ندارد. که باعث آسیب به لوله خصوصًا لوله های مسی شود. فرم قرار گرفتن فین طوری است که براحتی از یک طرف لوله میتواند داخل لوله گردد .

سیم فنری

سیم فنری

سیم فنری

نوار چین دار:

افزایش ضریب انتقال حرارت تا ۵ برابر میباشد و به خاطر افت فشار بالا. ( تا حد ۳۰۰درصد افت فشار لوله خالی) استفاده از آن نیاز به دقت و محاسبات خاص دارد.

نوار چین دار

پروانه ای :

مهمترین عواملی که روی بهبود انتقال حرارت و هدر رفت انرژی اثر دارند. شامل زاویه پره ها ، قطر توربولاتور و زاویه بین توربولاتور ها هستند . میانگین افزایش ۲۹ درصد برای ضریب انتقال حرارت و حدود ۲۶۵درصد برای ضریب اصطکاک جریا هوا. در مقایسه با لوله ساده مشاهده شده است . مشاهده میشود که میزان افت فشار در این توربولاتور شدید است. بنابراین برای عملیاتی شدن آن در ابعاد صنعتی نیاز است که طراحی آن بهبود یابد . توربولاتور پروانه ای به دلیل طول کوتاه آن دارای اثرات مقطعی است که این اثرات در امتداد لوله و با افزایش فاصله از توربولاتور کم می شوند.

 با توجه به اینکه نسبت به سایر توربولاتور ها پژوهش های کمی روی این توربولاتور انجام گرفته است. اما با بهبود طراحی آن می توانیم حداکثر بازدهی را از این توربولاتور داشته باشیم .

پروانه ای

توربولاتور های ورقی چهار گوش :

در موارد مختلفی میتوان از توربولاتورهای پیچیده شده و ورقی وباطول نامحدود مطابق شکل پائین استفاده نمود . توربولاتورها جهت افزایش توربولانس سیال و بهینه نمودن انتقال حرارت در داخل لوله ها قرار داده میشوند.برای اطلاع از قیمت دیگ بخار تماس بگیرید.

چهار گوش