گرمایش توسط کویل ها و ژاکت های بخار

تعداد بازدید: 1229
چهارشنبه 03 دي 1393

گرمایش توسط کویل ها و ژاکت های بخار یکی از روش های گرمایش مخازن ذخیره می باشد و این روش یکی از روش ها انتقال حرارت به صورت غیر مستقیم از طریق سطوح انتقال حرارت است:

کویل های بخار مستغرق: این روش بسیار رایج است بدین ترتیب که کویل بخار کاملا درون سیال قرار گرفته و حرارت را انتقال می دهد.

ژاکت های بخار: بخار در داخل فضای حلقوی بین دیواره ظرف و ژاکت خارجی در حال گردش بوده و حرارت را از طریق دیواره های ظرف منتقل می کند.

ژاکت بخار

 

اندازه گذاری کویل بخار:

با در دست بودن انرژی لازم جهت گرمایش و در دست بودن فشار و دمای داخل کویل، سطح انتقال حرارت کویل با استفاده از معادله زیر قابل محاسبه است:

تعیین مقدار U

قبل از محاسبه سطح کویل، باید مقدار U را مشخص نمود. این پارامتر با خواص حرارتی و فیزیکی سیالات و تعداد زیادی از پارامترهای دیگر تغییر می کند.

در قسمتی از کویل که در مجاورت مایع گرم شونده است، اختلاف دمای نسبتا زیاد بین سطح کویل و سیال موجب می شود تا همرفت طبیعی به میزان کافی انجام شده و ضریب انتقال حرارت را افزایش دهد.

در قسمت درونی کویل یا قسمت بخار نیز تغییراتی ممکن است رخ دهد (به خصوص در کویل های طویل). در قسمت ورودی کویل، بخار دارای سرعت زیاد بوده و آبی وجود ندارد، ولی در فاصله دورتری از ورودی، سرعت بخار کاهش یافته و قسمتی از کویل پر از آب می شود. در کویل های بسیار طولانی، مانند مخازن دریایی یا مخازن بزرگ ذخیره، افت فشار در داخل کویل زیاد خواهد بود. به منظور تخمین دمای متوسط کویل جهت طراحی، مقدار فشاری در حدود 75% فشار بخار ورودی در محاسبات منظور و حتی در مخازن بسیار عظیم این فشار در حدود 40% فشار بخار ورودی نیز در نظر گرفته می شود.

جنس کویل نیز می تواند متغیر دیگری باشد، چرا که مواد مختلف ضرایب هدایتی متفاوتی را دارند. ولی به صورت کلی تغییر در جنس کویل در مقایسه با اثر مقاومتی لایه های مختلف ناچیز است. جدول 1 ضرایب هدایت عمومی انتقال حرارت جهت کویل های بخارمستغرق و توصیه هایی جهت محاسبات و طراحی است. مقادیر U برای فشار بین 2bar g الی 6bar g از درون یابی استخراج شود.

جدول1- انتقال حرارت از کویل های بخار مستغرق در آب

U(w/m2c)

ضریب عمومی انتقال حرارت

550-1300

اختلاف دمای متوسط بین بخار و آب در حدود 30c

1000-1700

اختلاف دمای متوسط بین بخار و آب در حدود 60c

1300-2700

اختلاف دمای متوسط بین بخار و آب در حدود 100c

U(w/m2c)

توصیه ها

550

با گردش طبیعی آب (<2bar g)         کویل های با فشار پایین

1100

با گردش طبیعی آب (>6bar g)         کویل های با فشار بالا

1100

با گردش اجباری آب (<2bar g)         کویل های با فشار پایین

1100

با گردش اجباری آب (>6bar g)         کویل های با فشار بالا

 

 

جدول 2- انتقال حرارت از کویل های مستغرق در سیالات مختلف

C

بخار فشار متوسط با هدایت طبیعی  (2-6 bar g)

170

 

              روغن سبک

80-110

 

روغن سنگین

30-60

 

چربی

 

بخار فشار متوسط با هدایت اجباری  (2-6 bar g)

500

200sec redwood at 38 C

روغن سبک

340

1000sec redwood at 38 C

روغن متوسط

170

3,500sec redwood at 38 C

روغن سنگین

85

10,000sec redwood at 38 C

Molasses

55

50,000sec redwood at 38 C

چربی

 

 

دیده می شود که محاسبه این ضریب کاری دشوار است. میانه بالایی جدول جهت بخار تمیز و خشک جهت بخار با کیفیت نامناسب کویل های طویل و تخلیه کندانس ضعیف قابل اعتماد می باشد. در این جدول ضرایب اطمینان جهت اطمینان از اندازه گذاری مناسب کویل دیده شده است. در مورد سیالات دیگر به جز آب، ضرایب انتقال حرارت در اثر تغییر ویسکوزیته با تغییر دما به مراتب بیشتر تغییر خواهد کرد. با این حال مقادیر نشان داده شده در بالا راهنمای عمومی جهت چندین ماده پرمصرف قابل استفاده بوده و جدول 3 نشان دهنده سطوح جانبی لوله ها در واحد متر طول است.

100

80

65

50

40

32

25

20

15

Nominal bore(mm)

0.358

0.279

0.239

0.189

0.152

0.134

0.106

0.085

0.067

Surface area (m2/m)

 

آرایش قرار گیری کویل ها

طراحی و چیدمان کویل های بخار به سیال گرم شونده ارتباط دارد. وقتی سیال از نوع خورنده است ورودی و خروجی های کویل باید از قسمت فوقانی بالای سطح مایع انجام گیرد. ایجاد سوراخ جهت نصب لوله ها از قسمت جانبی این منابع موجب ابجاد نقاط ضعف و احتمال نشتی در بدنه تانک خواهد شد. در این موارد جنس کویل نیز از مواد مقاوم در برابر خوردگی مانند فولاد یا مس با روکش یا آلیاژهایی مثل تیتانیوم است. هنگامی که خطر خوردگی وجود ندارد، از ورودی و خروجی های افقی استفاده می شود. ایجاد مسیر عمودی در خروجی کویل باعث جمع شدن آب در قسمتی از کویل می شود و متعاقبا احتمال ضربه چکش، صدا و نشتی در کویل وجود خواهد داشت. کویل های بخار معمولا دارای شیب منفی به طرف سطح افق هستند تا از تخلیه کامل کندانس جلوگیری به عمل آید. در نقاطی که ناگزیر به نصب عمودی لوله خروجی کویل هستیم، با استفاده از قطعه آب بندی در انتهای زیرین کویل و لوله نازک عمودی اقدام به تخلیه کندانس می شود.

قطعه تحتانی با جمع کردن مقدار کمی کندانس، آب بندی و پوشش مناسبی بوجود می آورد تا از قفل شدن بخار بین تله و ورودی کویل جلوگیری کند. بدون این آب بندی در صورت وجود بخار در کویل، بخار تا ورودی تله بخار پیش آمده و سپس تله بسته خواهد شد. بعد از مدت کمی، کندانس شروع به شکل گرفتن نموده و بخار موجود بین تله و قسمت زیرین رایزر گیر خواهد افتاد. تله بخار تا موقع کندانس شدن ستون بخار بسته می ماند، در حالی که کویل به مرور زمان در حال پر شدن از کندانس است.  پس از کندانس شدن ستون بخار، توده ای از آب از داخل تله بخار تخلیه می شود. به محض تخلیه قسمت افقی کویل و از دست رفتن آب بندی، بخار وارد رایزر عمودی شده و باعث بسته شدن تله بخار می گردد. در این حالت آب موجود در رایزر به سمت عقب بر می گردد. با نصب لوله باریک آب بندی تنها حجم کوچکی از بخار را در داخل خود جای می دهد و همچنین با جلوگیری از نفوذ حباب های بخار جریان پیوسته ای از تخلیه کندانس به وجود می آید.

در نهایت با شکسته شدن آب بندی، حجم کمتری از آب به داخل کویل بر خواهد گشت. ولی از آنجایی قطعه سیل طراحی شده به حجم کمتری از آب احتیاج دارد، سریعا آب بندی تشکیل و سیکل از سر گرفته می شود.

در مخازنی که اشیایی در داخل تانک فرو برده شوند، نصب کویل در زیر مخزن ممکن است باعث صدمه به کویل شود و در بعضی مخازن نیز که دارای رسوب و مواد معلق جامد هستند، ته نشین شدن مواد باعث پوسیده شدن کویل و جلوگیری از انتقال حرارت می شود.

کویل بخار با خروجی عمودی

کویل بخار با خروجی عمودی

 

در این مواقع از کویل های صفحه ای و یا موازی در کناره های جانبی تانک استفاده می شود نصب این چیدمان راحت تر و برداشتن کویل نیز سهل تر می باشد. چیدمان کویل ها باید یکنواخت و به نحوی باشد که حرارت به تمامی قسمت ها انتقال یابد. قطر کویل باید طوری انتخاب شود تا طول مناسب جهت توزیع حرارت به دست آید. یک لوله کوتاه با قطر بزرگ، توزیع کننده مناسبی جهت حرارت نیست. همچنین استفاده از طول زیاد باعث افت فشار داخل کویل، تفاوت دمای زیاد ورودی و خروجی کویل و احتمال افزایش دمای زیاد از حد در قسمت ورودی است.

کویل جانبی

کویل جانبی

 

شیر کنترل جهت کویل بخار

شیرهای کنترل ورودی می توانند یک یا دو عدد و به صورت موازی باشند. شیر کنترل منفرد که قادر به تامین بار زیاد سیستم در هنگام راه اندازی است، ممکن است جهت کنترل مناسب جریان هنگام کارکرد طبیعی سیستم بزرگ باشد. یک روش جایگزین استفاده از دو شیر کنترل می باشد:

  • شیر اول جهت کنترل دبی کمتر هنگام بهره برداری از سیستم استفاده می شود.
  • شیر دوم به منظور تامین اختلاف گذر بخار بین شیر اول و حداکثر جریان هنگام راه اندازی استفاده می شود.

منابع و پیونده

گرداوری شده توسط دپارتمان پژوهش شرکت پاکمن

مجله علمی ویکی پی جی

صفحه مهندسی مکانیک

 

گرمایش توسط کویل ها
گرمایش توسط ژاکت های بخار
گرمایش با کویل
کویل حرارتی
کویل گرمایشی بخار
ژاکت های بخار
ژاکت های گرمایشی
برچسب ها: سیستم بخار
نمایشگاه بین المللی تاسیسات صنایع سرمایشی و گرمایشی، تاسیسات ساختمانی و شهرسازی شهر افتاب تهران 96 اولین دوره
عنوان:  نمایشگاه بین المللی تاسیسات صنایع سرمایشی و گرمایشی، تاسیسات ساختما ...بیشتر
نوروز 96 مبارک
      امید به سان بهار راهش را به درون چشم ها و ...بیشتر
افتتاح بیمارستان بیرجند با دستگاه های پاکمن
صبح روز دوشنبه ۱۶اسفند، بیمارستان ۲۸۶ تختخوابی رازی بیرجند، با دستگاه های شرکت پ ...بیشتر
افتتاح فاز اول بیمارستان ۵۴۰ تختخوابی کوثر سنندج، با بویلر های شرکت پاکمن
 فاز اول بیمارستان ۵۴۰ تختخوابی کوثر سنندج با بویلر های شرکت پاکمن افتتاح ش ...بیشتر
نمایشگاه بین المللی نفت، گاز، پالایش و پتروشیمی تهران 96 بیست و دومین دوره
. نمایشگاه بین المللی نفت، گاز، پالایش و پتروشیمی تهران 96 ب ...بیشتر
دومین کنفرانس ملی توسعه پایدار در سیستم های مهندسی انرژی، آب و محیط زیست
دومین کنفرانس ملی توسعه پایدار در سیستم های مهندسی انرژی، آب و محیط زیست با محور ...بیشتر
تقدیر ویژه از جناب آقای مهندس میرزازاده، در دومین جشنواره ملی ابتکارها و اختراع های سوخت و احتراق
در تاریخ 27 بهمن ماه 1395  دومین جشنواره ملی ابتکارها و اختراع های سوخت و ا ...بیشتر
بویلر های چگالشی پاکمن، مقام اول در دومین جشنواره ملی ابتکارها و اختراع های سوخت و احتراق
دومین جشنواره ملی ابتکارها و اختراع های سوخت و احتراق با حضور جمعی از اهالی صنعت ...بیشتر
افتتاح پالایشگاه غلات زرنام با بویلر های بخار شرکت پاکمن توسط رییس جمهور محترم
رئیس جمهور گفت:  با میدان دادن به بخش خصوصی شاهد حرکت خوبی خواهیم بود . تاس ...بیشتر
تقویم نمایشگاه های بین المللی سال 1395
نمایشگاه به عنوان يكی از مهمترين بخش های تجاری و اقتصادی ایران با بهره مندی از ف ...بیشتر
گزارش خبر سومین همایش تکنولوژی بخار شرکت پاکمن
سومین همایش تکنولوژی بخار  در 24 آذر ماه 1395 در دانشگاه شیراز برگزار گردید ...بیشتر
راندمان بویلر
شاخص های مؤثر در محاسبات راندمان بویلر، یکی از اساسی ترین ضوابط مؤثر در ارتقا سط ...بیشتر
کتاب موتورخانه بخار شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: موتورخانه بخار/ ق ...بیشتر
مقررات ملّي ساختمان ايران مبحث نوزدهم
دانلود فایل PDF مقررات ملی ساختمان ایران-مبحث نوزدهم-صرفه جویی در مصرف انرژی ...بیشتر
راه اندازی سختی گیر نیمه اتوماتیک رزینی
دستور العمل راه اندازی سختی گیر های نیمه اتوماتیک رزینی سختی گیرهای رزینی از ...بیشتر
جانمایی بویلر در موتورخانه
براي عملکرد مناسب بويلرها و تجهيزات وابسته بايد فضاي کافي را در موتورخانه به آن ...بیشتر
کتاب انتخاب بویلر شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: انتخاب بویلر/ قرب ...بیشتر
مراحل آموزش و نگهداری دیگ های بخار سیار
مقدمه از دیرباز استفاده از تجهیزات مولد بخار در صنایع مختلف از جمله صنایع نفت ...بیشتر
معرفی کتابچه دیگ آبگرم شرکت پاکمن
راه اندازی آموزش و بهره برداری از   Hot Water Boilers   ...بیشتر
معرفی کتابچه موتور خانه استخر
نام مقاله: کتابچه موتور خانه استخر نام نویسنده: دپارتمان پژوهش شرکت پاکمن ...بیشتر
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار براي استفاده بهينه از بویلر ...بیشتر