حرارتی تبادلہ کنسولیشنز کا خصوصی سیکشن: 【ہفتہ وار موضوع】 مادہ کی رفتار کا حرارتی تبادلے پر کیا اثر ہوتا ہے؟ (2011.7.4-7.10)
Thread Content
اس پوسٹ کو آخری بار w9970165 نے 4 جولائی 2011، ساعت 10:55 پر ترمیم کیا۔ہیٹ ایکسچینجر سے متعلق موضوعات: 【ہفتہ وار موضوعات】 3. مادہ کی رفتار کا ہیٹ ایکسچینجنگ کے عمل پر کیا اثر ہوتا ہے؟ (2011.7.4-7.10) اس ہفتے کے بحث کا موضوع یہ ہے: مادہ کی رفتار، حرارت کی منتقلی پر کیا اثر ڈالتی ہے؟ امید ہے کہ سب لوگ زیادہ سے زیادہ حصہ لیں گے، اور اپنے علم اور تجربات کی بنیاد پر اپنی رائے پیش کریں گے؛ صرف دوسروں کے الفاظ کی نقل نہ کریں۔ نوٹ: سب لوگوں کے جوابات چھپائے نہ جائیں، باہمی بحث کی جائے، سوالات پوچھے جاسکتے ہیں، یا موضوع پر تفصیلی بات کی جاسکتی ہے۔ جتنی زیادہ رفتار سے مائع ہیٹ ایکسچینجر کے اندر بہتا ہے، اتنا ہی زیادہ حرارت منتقل ہوتی ہے۔ لہٰذا، ہیٹ ایکسچینجر کے اندر میڈیم کی رفتار کو بڑھانے سے ہیٹ ایکسچینج کی کارکردگی بہتر ہو سکتی ہے، لیکن رفتار میں اضافے کے نتیجے میں دباؤ میں اضافہ ہوتا ہے، جس سے پمپ کی توانائی کی ضرورت بھی بڑھ جاتی ہے۔ اس لیے اس کی ایک مناسب حد ہونی چاہیے۔
زیادہ بہاؤ کے اثرات: 1، آؤٹ لیٹ کا درجہ حرارت ڈیزائن کے مطابق نہیں رہتا؛ جو کم ہونا چاہیے وہ کم نہیں ہوتا، اور جو بڑھنا چاہیے وہ بھی نہیں بڑھتا، جس کی وجہ سے حرارتی تبادلے کی کارکردگی کم ہو جاتی ہے۔ 2، دوسری جانب موجود میڈیم بہترین حرارتی تبادلے کا کام انجام دے سکتا ہے۔ 3، حرارت کی منتقلی کے لئے درکار قوت میں اضافے کی وجہ سے، حرارت کی منتقلی کا گُنا بھی بڑھ جاتا ہے، اور اس طرح حرارت کی مقدار بھی بڑھ جاتی ہے۔
جواب: 1# w9970165 – ہیٹ ایکسچینجر کے اندر مائع کی رفتار جتنی زیادہ ہوگی، اس کا حرارت منتقل کرنے کا گُنّا بھی اتنا ہی زیادہ ہوگا۔ لہٰذا، ہیٹ ایکسچینجر کے اندر میڈیم کی رفتار کو بڑھانے سے ہیٹ ایکسچینج کی کارکردگی بہتر ہو سکتی ہے، لیکن رفتار میں اضافے کے نتیجے میں دباؤ میں اضافہ ہوتا ہے، جس سے پمپ کی توانائی کی ضرورت بھی بڑھ جاتی ہے۔ اس لیے اس کی ایک مناسب حد ضروری ہے۔ عام طور پر، جن میڈیمز کی چپچپاہٹ زیادہ ہوتی ہے، وہاں بہاؤ کی رفتار کم ہوتی ہے؛ جبکہ جن میڈیمز کی چپچپاہٹ کم ہوتی ہ
جواب: 1# w9970165 – جب ہیٹ ایکسچینجر کے اندر مادہ کی رفتار زیادہ ہوتی ہے، تو حرارت منتقل کرنے کی صلاحیت بھی زیادہ ہو جاتی ہے۔ لہٰذا، ہیٹ ایکسچینجر کے اندر میڈیم کی رفتار کو بڑھانے سے ہیٹ ایکسچینج کی کارکردگی بہتر ہو سکتی ہے، لیکن رفتار میں اضافے کے نتیجے میں دباؤ میں اضافہ ہوتا ہے، جس سے پمپ کی توانائی کی ضرورت بھی بڑھ جاتی ہے۔ اس لیے اس کی ایک مناسب حد ہونی چاہیے۔
جواب: 1# w9970165 – جب ہیٹ ایکسچینجر کے اندر مادہ کی رفتار زیادہ ہوتی ہے، تو حرارت منتقل کرنے کی صلاحیت بھی زیادہ ہو جاتی ہے۔ لہٰذا، ہیٹ ایکسچینجر کے اندر میڈیم کی رفتار کو بڑھانے سے ہیٹ ایکسچینج کی کارکردگی بہتر ہو سکتی ہے، لیکن رفتار میں اضافے کے نتیجے میں دباؤ میں اضافہ ہوتا ہے، جس سے پمپ کی توانائی کی ضرورت بھی بڑھ جاتی ہے۔ اس لیے اس کی ایک مناسب حد ہونی چاہیے۔
حرارت منتقلی کے فارمولے سے: Q = KAΔT، یہ واضح ہے کہ K، حرارت کی مقدار Q کے متناسب ہے۔ جب حرارت منتقلی کا رقبہ A اور درجہ حرارت کا فرق ΔT مستقل رہتا ہے، تو حرارت منتقلی کا کُل ضریب K جتنا زیادہ ہوگا، حرارت کی مقدار Q بھی اتنی ہی زیادہ ہوگی۔； ہم سب جانتے ہیں کہ کُل حرارت منتقلی کا ضریب K، ٹیوب کے اندر اور باہر موجود فلمی ضرایب αi اور αo سے متعلق ہے؛ اور یہ ضریب، بہاؤ کی صورتحال سے متعلق Re نمبر سے بھی متعلق ہے۔ جب Re نمبر زیادہ ہوتا ہے، تو فلمی ضرایب αi اور αo بھی زیادہ ہوتے ہیں (αi اور αo، Re^n کے متناسب ہوتے ہیں، جہاں n > 0 ہے)۔ ； اب فارمولے پر نظر ڈالیں: Re = (du/ρ) / μ۔ جتنی زیادہ رفتار u ہوگی، اتنا ہی Re کی قیمت زیادہ ہوگی۔ اس سے یہ نتیجہ اخذ کیا جا سکتا ہے کہ جتنی زیادہ مائع کی رفتار ہوگی، حرارت کی منتقلی اتنی ہی بہتر ہوگی؛ لیکن اس کے لئے مزاحمت کی حدود کو پورا کرنا ضروری ہے۔
رفتار زیادہ ہونے سے حرارت منتقل کرنے کی صلاحیت بھی بڑھ جاتی ہے، لیکن میرے خیال میں توربولنس کی حالت میں حرارت کی منتقلی کا عمل سب سے بہترین ہوتا ہے۔
میرے خیال میں، ہیٹ ایکسچینجر کے استعمال کا مقصد بھی واضح کرنا ضروری ہے۔ ان مائعات کے لئے جنہیں گرم کرنے کی ضرورت ہے، جتنی تیز رفتار سے ٹھنڈا مائع بہتا ہے، اتنا ہی مشکل ہوتا ہے کہ عمل کے لئے درکار درجہ حرارت حاصل کیا جائے۔ جتنی تیز رفتار سے گرم مائع حرکت کرتا ہے، اتنی ہی آسانی سے سرد مائع بھی خروجی درجہ حرارت تک پہنچ جاتا ہے۔ ان انگوٹھیوں کے لئے بھی، جنہیں ٹھنڈا رکھنے کی ضرورت ہے، قاعدہ وہی ہے۔
“حرارت کی منتقلی کی کارکردگی” سے مراد کیا ہے؟ اگر اس سے مراد فی مربع یونٹ پر حرارت کی منتقلی کی رفتار ہے، تو جواب صرف ایک ہی ہے: رفتار جتنی زیادہ ہوگی، کارکردگی اتنی ہی بہتر ہوگی۔； اگر مقصد کسی خاص ہیٹ ایکسچینجر کی کارکردگی کا جائزہ لینا ہے، تو مختلف حالات کا تجزیہ کرنا ضروری ہے۔ مثلاً، اگر رکاوٹوں کی وجہ سے رفتار محدود ہے، اور مائع کی چپچپاہٹ کی وجہ سے بھی رفتار محدود رہتی ہے، تو ایسی صورت میں مناسب کم رفتار کا انتخاب کرنا ہوگا، تاکہ مائع کو حرارت کا تبادلہ کرنے کے لئے کافی وقت مل سکے (قدرتی ہوا کا بہاؤ، قدرتی حرارت کی منتقلی)۔
:بہت پریشانی ہو رہی ہے، کیوں کہ بعض لوگوں کے جوابات تو بالکل ہی مصنف کے جوابات جیسے ہیں؛ ان سے نمبر کاٹنے چاہئیں۔ P. پھر، وہ جواب بھی ضروری نہیں کہ درست ہی ہو، تو پھر اس پر بحث کرنے کی کیا ضرورت ہے؟
:ہاہا، بعض اوقات مجھے لگتا ہے کہ رفتار بہت زیادہ ہونے کی وجہ سے، گرم اور ٹھنڈے مائعات کے درمیان تبادلہ ممکن ہی نہیں ہو پاتا۔