گرمایش مخازن توسط تزریق بخار

تعداد بازدید: 1838
چهارشنبه 03 دي 1393

گرمایش مخازن توسط تزریق بخار

تزریق مستقیم بخار در واقع تخلیه پیوسته ای از حباب های بخار به داخل مایعی با دمای پایین می باشد. در این فرایند حباب های بخار تبدیل به مایع شده و گرمای خود را به اطراف پس می دهد. این روش معمولا جهت گرمایش آب به کار برده شده و ندرتا در سیالاتی که امکان واکنش شیمیایی دارند استفاده می شود.

به منظور گرمایش تانک های تغذیه و دی اریتور در موتورخانه های بخار، غالبا از روش تزریق مستقیم بخار استفاده می شود. این روش به علت مواردی مثل سادگی، عدم استفاده از سطوح انتقال حرارت، عدم نیاز به تخلیه بخار و نیز عدم نیاز به استفاده از سیستم برگشت کندانس مورد توجه می باشد.

براورد مصرف بخار

روش انتقال حرارت در سیستم تزریق مستقیم بخار متفاوت از مبدل های حرارتی غیر مستقیم است. از آنجایی که حرارت از طریق سطح خاصی منتقل نشده و بخار با سیال مربوطه منتقل می گردد مقدار انتقال حرارت نیز از روش دیگری محاسبه می شود.

:  آهنگ انتقال حرارت  Kw

: دبی جرمی بخار kg/s

hg: آنتالپی مخصوص بخار که در فشار ورودی به شیر کنترل تعیین می شود. Kj/Kg

Cp: ظرفیت گرمایی ویژه آب Kj/Kgc

معاله فوق نشان می دهد که در این روش از تمامی انرژی تبخیر بخار به همراه مقداری از انرژی مایع که در انرژی کل مستتر است، استفاده می شود. آنتالپی مایع به دمای نهایی مورد نظر آب بستگی دارد.

یکی از تفاوت های عمده بین روش مستقیم و غیر مستقیم در گرمایش، حجم (و جرم) سیال است که در روش مستقیم همزمان با افزودن بخار بیشتر می شود.

تفاوت اصلی دیگر این است که در محاسبات مربوط به دبی بخار کویل ها، فشار بخار در کویل در نظر گرفته می شود. ولی در تزریق مستقیم بخار فشار قبل از شیر کنترل در نظر گرفته می شود. غالبا افزایش سطح آب و ارتفاع آن در بالای نازل پاشش بخار ناچیز بوده و در محاسبات منظور نمی گردد.

فاکتورهای موثر بر انتقال حرارت

در معادله بالا مصرف بخار مستقیما با نیاز گرمایش تانک مرتبط است. البته باید در نظر داشت که مقداری از حباب های بخار در سطح آب ترکیده شده و به اتمسفر تخلیه می شود و در نتیجه مقداری از حرارت بخار اتلاف خواهد شد.

در کویل های مستغرق بخار، حداکثر آهنگ انتقال حرارت در شروع گرمایش سیستم به حداکثر بخار قابل عبور از شیر کنترل و لوله های مربوط و همچنین به حداکثر حرارت قابل انتقال از سطح کویل بستگی دارد.

در فرایندهای تزریق بخار، انتظار می رود که حداکثر انتقال حرارت در لحظات اولیه گرمایش به حداکثر گذر بخار از شیر کنترل و لوله های مربوط و یا نازل بخار بستگی داشته باشد. با این حال، فاکتورهای دیگری مانند عوامل زیر تاثیر گذار می باشند:

 

  • اندازه حباب های بخار:

چگونگی و نرخ کندانس شدن حباب های بخار به آهنگ انتقال حرارت از سطح حباب بستگی دارد. به منظور اطمینان از کندانس شدن کامل حباب ها، باید نسبت سطح به حجم آن ها حداکثر ممکن باشد. این نسبت در حباب های کوچکتر، بیشتر از حباب های بزرگتر است و بنابراین مناسب است تا حباب ها را با حداقل اندازه درست نمود. اختلاف فشار بین بخار و محل قرارگیری لوله تزریق در داخل مخزن نیز در اندازه حباب ها موثر است. از آنجاییکه حجم مخصوص بخار با کاهش فشار افزایش می یابد، اندازه حباب ها با نزدیک شدن به سطح آب افزایش می یابد. در صورتیکه فشار بخار داخل لوله تزریق زیاد باشد، حجم حباب های تولیدی بسیار بزرگ خواهند شد. بنابراین بهتر است که فشار داخل لوله کم در نظر گرفته شود.

  • ارتفاع مایع بالاتر از سطح تزریق بخار:

ارتفاع آب بالای نازل، فشار معکوسی را بر روی نازل و حباب ها ایجاد می نماید. بنابراین اختلاف فشار واقعی کمتر از فشار بخار خواهد شد. در صورتیکه ارتفاع مایع به اندازه کافی زیاده بود و فشار داخل لوله تزریق نیز پایین باشد، تغییر فشار و یا اختلاف فشار بسیار کم بوده و بنابراین اندازه حباب ها حداقل خواهند بود. همچنین ارتفاع  بیشتر آب، احتمال کندانس شدن کامل حباب ها قبل از رسیدن به سطح آب را افزایش می دهد.

  • سرعت حباب ها:

سرعت حباب ها در نقطه تزریق نیز به اختلاف فشار بخار و مایع بستگی دارد. حداقل اختلاف فشار موجب کاهش سرعت حباب ها و ایجاد زمان کافی جهت کندانس شدن آن ها خواهد شد.

  • دمای مایع:

آهنگ کندانس شدن بخار تابعی از اختلاف دمای بخار و آب مخزن  می باشد. بنابراین مناسب است تا دمای آب را حداقل دمای لازم جهت فرایند فرض نمود.

لوله تزریق بخار

لوله تزریق بخار که در داخل مخزن آب قرار می گیرد دارای سوراخ هایی با فواصل منظم است. بخار از طریق سوراخ های روی لوله به صورت حباب های کوچک تخلیه می شود که تا رسیدن به سطح مایع کندانس می شود. محل قرار گیری سوراخ ها بر روی لوله هنگامی که از انتها نگریسته می شود، باید دارای زاویه ساعت های 4 و یا 8 باشند. در صورتیکه سوراخ ها رو به بالا باشند، به سرعت به سمت سطح آب حرکت کرده و در آن نقطه تولید بخار فلاش می نماید که نشان دهنده نصب نادرست لوله است. انتهای لوله بسته است. شکل

 زاویه قرارگیری سوراخ های لوله تزریق بخار

شکل1- زاویه قرارگیری سوراخ های لوله تزریق بخار

 

لوله مذکور ارزان بوده و به راحتی نصب می شود در صورت استفاده از بخار فشار پایین، به خوبی کار خواهد نمود. در صورت استفاده از فشارهای بالاتر، مشکل ارتعاشات و صدا ایجاد خواهد شد. بنابراین توصیه می گردد که از این لوله در فشارهای کمتر از 2barg استفاده شود.  

 

شکل 2 نشان دهنده مقدار بخار قابل تزریق از سوراخ هایی با قطرهای مختلف با توجه به اختلاف فشار تزریق می باشد.

ظرفیت بخار قابل عبور از سوراخ های لوله تزریق بخار

شکل 2- ظرفیت بخار قابل عبور از سوراخ های لوله تزریق بخار

 

 

ارتفاع یک متر آب، فشاری تقریبا برابر 0.1 bar بیشتر از فشار اتمسفریک تولید خواهد نمود. در مورد سیالات دیگر، این عدد در جرم مخصوص آن ها ضرب می شود. جهت دادن سوراخ ها به کف مخزن و یا کناره های آن درست نمی باشد تا از صدمه به ورق تانک جلوگیری شود.

 نصب نمونه لوله تزریق بخار

شکل 3- نصب نمونه لوله تزریق بخار

ط

منابع و پیونده

گرداوری شده توسط دپارتمان پژوهش شرکت پاکمن

مجله علمی ویکی پی جی

صفحه مهندسی مکانیک

 

 

 

گرمایش با تزریق بخار
حرارت دهی با بخار
حرارت دهی با تزریق بخار
steam injection
انتقال حررات با تزریق بخار
گرمایش با بخار
انتقال حرارت با بخار
برچسب ها: سیستم بخار
سومین همایش ملی ساختمان پایدار، مصرف بهینه انرژی
  عنوان : سومین همایش ملی ساختمان پایدار، مصرف بهی ...بیشتر
تقویم نمایشگاه های بین المللی سال 1396
نمایشگاه به عنوان يكی از مهمترين بخش های تجاری و اقتصادی ایران با بهره مندی از ف ...بیشتر
شانزدهمین نمايشگاه بين المللی تجهيزات و تاسيسات سرمايشی و گرمايشی اصفهان
عنوان: شانزدهمین نمايشگاه بين المللی تجهيزات و تاسيسات سرمايشی و گرمايشی اصفهان ...بیشتر
گزارش حضور شرکت پاکمن در نمایشگاه تاسیسات شیراز-آبان 96
چهاردهمین نمایشگاه تاسیسات سرمایش و گرمایش شیراز -آبان 96 با حضور تعدادی از شرکت ...بیشتر
نشست تخصصی تکنولوژی نوین در سیستم های گرمایش مرکزی برگزار شد
نشست تخصصی شرکت پاکمن در نمایشگاه تاسیسات -آبان ماه 96 در آمفی تئاتر نمایشگاه بی ...بیشتر
چهاردهمین نمایشگاه بین المللی تاسیسات و تجهیزات سرمایش و گرمایش شیراز-آبان ماه 96
عنوان : نمایشگاه بین المللی تاسیسات و تجهیزات سرمایش و گرمایش شیراز 96 چهاردهمین ...بیشتر
نشست تخصصی تکنولوژی نوین در سیستم های گرمایش مرکزی با محوریت بویلر چگالشی
عنوان: نشست تخصصی تکنولوژی نوین در سیستم های گرمایش   مرکزی با محوریت بویلر ...بیشتر
شانزدهمین نمايشگاه بين المللی تاسيسات و سیستم های سرمايشی و گرمايشی- آبان 96
عنوان: شانزدهمین نمايشگاه بين المللی تاسيسات و سیستم های سرمايشی و گرمايشی ...بیشتر
گزارش حضور شرکت پاکمن دراولین روز برگزاری شانزدهمین نمایشگاه تاسیسات و سیستم های سرمایشی و گرمایشی تهران-آبان 96
شانزدهمین نمایشگاه تاسیسات و سیستم های سرمایشی و گرمایشی تهران -آبان 96 با حضور ...بیشتر
گزارش اولین روز برگذاری شانزدهمین نمایشگاه ساختمان و سیستم های سرمایشی گرمایشی اراک-شهریور 96
شانزدهمین نمایشگاه ساختمان و سیستم های سرمایشی گرمایشی اراک با حضور تعداد ز ...بیشتر
گزارش اولین روز برگزاری هفدهمین نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان تهران-مرداد 96
هفدهمین نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان تهران  با حضور تعداد زیادی از شرکت ...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