शीतलन जल की खपत एवं शीतलन जल के निकास स्थल पर उसका तापमान – संबंधी समस्याएँ
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ट्यूब-एन्केस्ड हीट एक्सचेंजर का उपयोग, 300 Nm3/मिनट की दर से प्रवाहित होने वाली संपीडित हवा को ठंडा करने हेतु किया जाता है; इस हवा का कार्यदबाव 0.7 MPaG है। हवा का तापमान 140°C से घटाकर 40°C तक लाना आवश्यक है। ऐसी स्थिति में, आवश्यक शीतलन जल की मात्रा की गणना करना आवश्यक है। मेरा सवाल यह है कि कूलिंग वॉटर के निकास बिंदु पर तापमान निर्धारित नहीं किया गया है; तो आम तौर पर कूलिंग वॉटर के निकास बिंदु पर तापमान कैसे निर्धारित किया जाता है? प्रक्रिया निर्धारित है? यहाँ हमारे पास कोई प्रक्रिया निर्दिष्ट नहीं है। । क्या किसी कारखाने में इसका उपयोग करते समय, पूरे कारखाने में शीतलन जल के तापमान एवं दबाव संबंधी कुछ निर्धारित मान होते हैं? यदि कारखाने में पानी के तापमान को निर्धारित करने की सुविधा हो, तो काम आसान हो जाता है। अगर ऐसा न हो, तो सामान्य रूप से कूलिंग वॉटर के निकास तापमान का निर्धारण कैसे किया जाता है? शीतलन जल के निकास तापमान का निर्धारण ऊष्मा-संतुलन के आधार पर किया जाना चाहिए; इससे शीतलन जल की आवश्यक मात्रा की गणना आसानी से की पीएस: सवाल काफी अस्पष्ट हैं, कृपया क्षमा करें।
शीतलन जल के तापमान में वृद्धि हेतु आमतौर पर 8 डिग्री का मान ही चुना जाता है।
क्या यह तापमान-वृद्धि, शीतलन जल के प्रवाह से संबंधित है? उदाहरण के लिए, यदि ठंडे पानी का तापमान 22°C है, तो क्या आउटलेट पर तापमान फिर भी 8°C ही रहेगा? यह 8℃ का तापमान-वृद्धि, किस आधार पर निर्धारित किया गया है? क्यों 12 या कोई अन्य संख्या नहीं?
यह एक पूर्ण ऊष्मा-आदान गणना है। आपके द्वारा बताई गई जानकारी एवं उठाए गए प्रश्न वाकई में काफी जटिल हैं। जब संपीडित वायु को 40 डिग्री तक ठंडा कर दिया जाता है, तो शीतलन जल के निकास बिंदु पर तापमान, इस बात पर निर्भर करता है कि शीतलन जल (ठंडा तरल) एवं संपीडित वायु (गर्म तरल) विपरीत दिशा में बह रहे हैं, या एक ही दिशा में। सैद्धांतिक रूप से, यदि प्रवाह धारा की दिशा में हो, तो शीतलन जल का निकास तापमान अवश्य ही 40 डिग्री से कम या बराबर होना चाहिए। यदि प्रवाह विपरीत दिशा में हो, तो शीतलन जल का निकास तापमान काफी अधिक हो सकता है; यह 140 डिग्री से भी अधिक हो सकता है (ऐसी स्थिति में वह जलवाष्प में बदल जाता है)। ये सभी चरम स्थितियाँ हैं। वास्तव में, एक्सचेंजर के डिज़ाइन में सर्वोत्तम एवं सबसे किफायती परिणाम प्राप्त करने का प्रयास किया जाना चाहिए। हम ऐसा बहुत बड़ा हीट एक्सचेंजर नहीं डिज़ाइन कर सकते, जिसके द्वारा न्यूनतम मात्रा में ही शीतलक जल का उपयोग करके संपीडित वायु को ठंडा किया जा सके। इसलिए, डिज़ाइन करते समय परिस्थितियों के अनुसार कुछ मापदंड निर्धारित किए जा सकते हैं, ताकि सबसे आदर्श डिज़ाइन प्राप्त किया जा सके। ट्यूब-एन्केस्ड हीट एक्सचेंजरों के मामले में, सबसे पहले यह तय करना आवश्यक है कि कौन-सा पदार्थ ट्यूबों के माध्यम से प्रवाहित होगा, और कौन-सा पदार्थ एन्केस के माध्यम से। इसके अलावा, प्रवाह गति उपयुक्त है या नहीं, ऊष्मा स्थानांतरण गुणांक का अनुमान लगाना, एवं तापमान अंतर को ध्यान में रखकर हीट मेरे अनुभव के अनुसार, सामान्यतः रिवर्स प्रवाह की स्थिति में, कूलिंग वॉटर का तापमान 60 डिग्री होना ठीक है; जबकि फॉरवर्ड प्रवाह की स्थिति में यह तापमान कम से कम 38 डिग्री से कम होना चाहिए। संदर्भ हेतु।
ऊपरी मंजिल पर ऐसे ही एयर कंप्रेसर आफ्टर कूलर का डिज़ाइन तो शायद ही किया गया होगा। दूसरे शब्दों में, पानी का तापमान उस कूलिंग वाटर सिस्टम की आवश्यकताओं पर निर्भर है। यदि अतिरिक्त ऊष्मा को पुनः प्राप्त करने की कोई प्रक्रिया न हो, और पानी को केवल कूलिंग टॉवर में ही चक्रीय रूप से उपयोग में लाया जाए, तो पानी का तापमान 40 डिग्री के आसपास होना उचित है; इसे 42 डिग्री से अधिक नहीं होना चाहिए। सामान्य ट्यूब-शेल प्रकार के हीट एक्सचेंजरों के लिए, आप 38–40 डिग्री के तापमान को ही ध्यान में रखकर डिज़ाइन कर सकते हैं। उच्च दक्षता वाले ऊष्मा संचरण तत्वों वाले ट्यूब-शेल प्रकार के हीट एक्सचेंजरों, जैसे कि इनलाइन फिन वाले हीट एक्सचेंजरों के लिए, मैं आमतौर पर 40–42 डिग्री का मान ही अपनाता हूँ। वास्तविक संचालन के दौरान, शीतलन जल के इनलेट एवं आउटलेट बिंदुओं पर तापमान अंतर, डिज़ाइन मानों की तुलना में अधिक होता है; आम तौर पर यह 10–15 डिग्री होता है। यही कारण है कि प्रारंभिक चरण में आर्थिक एवं वाणिज्यिक आयोग ने इन्हें **प्रथम श्रेणी के जल-बचत उत्पादों** के रूप अंत में, जब गैस-पक्ष का भार एवं जल-पक्ष का तापमान निर्धारित हो जाते हैं, तो आप पानी की मात्रा की गणना कर सकते हैं।