اختيار لفائف التبريد
Thread Content
في أحد المشاريع الجديدة لشركتنا، هناك خزان تفاعل للنقع بالأحماض يعاني من درجة حرارة مرتفعة جدًا. تتطلب العملية خفض درجة حرارة السائل الموجود في الخزان من 90 درجة مئوية إلى حوالي 75 درجة مئوية خلال نصف ساعة. حجم السائل داخل الخزان هو 25 مترًا مكعبًا. اختار القائمون على المشروع استخدام أنابيب تبريد مصنوعة من التيتانيوم، ويتم استخدام ماء التبريد الموجود في أبراج التبريد ضمن النظام. درجة حرارة الماء الداخل إلى الخزان هي 42 درجة مئوية، بينما درجة حرارته الخارجة هي 37 درجة مئوية. أرجو من الزملاء أن يخبروني كيف يتم اختيار نوع أنابيب التبريد المناسبة، وكيف يتم حساب ذلك؟ ما هو معدل تدفق ماء التبريد المطلوب؟
حساب مساحة نقل الحرارة، يكفي اختيار الأنبوب
المعادلتان الأساسيتان لنقل الحرارة: أولاً، حساب كمية الحرارة المطلوب نقلها، أي الحرارة التي يجب إطلاقها لخفض درجة حرارة السائل، وذلك باستخدام المعادلة Q = c·m·Δt. يمكن اختيار قيمة الحرارة النوعية c على أساس حرارة الماء، لأن حرارته النوعية هي الأعلى، أما m فهي كتلة السائل، وΔt تساوي 90–75 درجة مئوية. بعد حساب كمية الحرارة المطلوبة، يتم استخدام القيمة المتبقية لحساب مساحة السطح المطلوبة لنقل الحرارة، وذلك باستخدام المعادلة Q = K·A·Δtm. يتم اختيار قيمة K بناءً على نطاق قيم K في مبادلات الحرارة من النوع الأفعواني، ويتم اختيار قيمة أصغر. أما Δtm فهو الفرق في درجات الحرارة المتوسطة اللوغاريتمية؛ في الواقع، يتم التعامل مع الحالة على أنها تدفق متعاكس، لكن يمكن أيضًا استخدام طريقة التدفق المتوازي، وبذلك تكون القيمة المتبقية كافية. بعد حساب مساحة A، يمكن حساب طول أنابيب التيتانيوم المطلوبة بناءً على قطر الأنابيب المختار، ثم يتم تحديد عدد الدورات التي يجب أن تدور فيها الأنابيب داخل الخزان، وكيفية ترتيبها.