Plakalı Eşanjörlerde Aralık Hesaplama

Plakalı eşanjörler, aralarında bir dizi oluklu plaka bulunan iki sıvı arasında ısı transferi için kullanılan bir ısı eşanjörü türüdür. Plakalar bir çerçevede istiflenir ve aralarında bir conta ile ayrılır. İki sıvı, plakalar arasındaki boşluklardan akar ve ısı, sıvıların arasında ince plaka duvarlarından transfer edilir.

Plakalı eşanjör aralık hesaplaması, plakalar arasındaki aralığın, akışkanların akış hızı, akışkanların viskozitesi ve akışkanların ısı transfer katsayısı gibi çeşitli faktörlere bağlı olarak değişmesi nedeniyle karmaşık bir süreçtir. Ancak, plakalı eşanjörlerin aralığını hesaplamak için kullanılabilecek bir dizi farklı yöntem vardır.

En yaygın yöntemlerden biri, LMTD (logaritmik ortalama sıcaklık farkı) yöntemidir. LMTD yöntemi, iki akışkan arasındaki ortalama sıcaklık farkının, iki akışkan arasındaki giriş ve çıkış sıcaklıklarının logaritmik ortalamasına eşit olduğu ilkesine dayanmaktadır.

LMTD yöntemi aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:

LMTD = (ΔT1 - ΔT2) / ln(ΔT1 / ΔT2)

burada:

• ΔT1, iki akışkan arasındaki giriş sıcaklıkları arasındaki farktır

• ΔT2, iki akışkan arasındaki çıkış sıcaklıkları arasındaki farktır

LMTD hesaplandıktan sonra, plakalı eşanjör aralığını hesaplamak için kullanılabilir. Plakalı eşanjör aralığı için formül aşağıdaki gibidir:

S = Q / (U * A * LMTD)

burada:

• S, plakalı eşanjör aralığıdır

• Q, ısı transfer hızıdır

• U, toplam ısı transfer katsayısıdır

• A, ısı transfer alanıdır

Toplam ısı transfer katsayısı aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:

U = 1 / (1 / h1 + 1 / h2 + t / k)

burada:

• h1, sıcak akışkanın ısı transfer katsayısıdır

• h2, soğuk akışkanın ısı transfer katsayısıdır

• t, plaka kalınlığıdır

• k, plakanın ısıl iletkenliğidir

Isı transfer alanı aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:

A = N * b * L

burada:

• N, plaka sayısıdır

• b, plaka genişliğidir

• L, plaka uzunluğudur

Plakalı eşanjör aralığı hesaplandıktan sonra, plakalı eşanjörün basınç düşüşünü belirlemek için kullanılabilir. Plakalı eşanjörün basınç düşüşü aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:

ΔP = f * (L / D) * (ρ * v^2 / 2)

burada:

• ΔP, basınç düşüşüdür

• f, sürtünme faktörüdür

• L, plaka uzunluğudur

• D, hidrolik çaptır

• ρ, akışkanın yoğunluğudur

• v, akışkanın hızıdır

Sürtünme faktörü, akışkanın Reynolds sayısı ve plakaların pürüzlülüğü kullanılarak belirlenebilir. Hidrolik çap aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:

D = 4 * A / P

burada:

• A, akışın enine kesit alanıdır

• P, ıslak çevredir

Plakalı eşanjör aralık hesaplaması, plakalı eşanjörlerin tasarımında önemli bir adımdır. Plakalı eşanjör aralığını doğru bir şekilde hesaplayarak, eşanjörün belirli bir uygulama için optimum şekilde tasarlandığından emin olmak mümkündür.

Plakalı Eşanjörlerin Avantajları

Gövde borulu eşanjörlere göre bir dizi avantaja sahiptirler:

• Daha kompakttırlar ve daha az yer kaplarlar.

• Daha yüksek bir ısı transfer katsayısına sahiptirler, bu da daha verimli oldukları anlamına gelir.

• Temizlenmeleri ve bakımları daha kolaydır.

• Daha çok yönlüdürler ve çok çeşitli uygulamalarda kullanılabilirler.

Plakalı Eşanjörlerin Dezavantajları

Gövde borulu eşanjörlere göre bir dizi dezavantaja da sahiptirler:

• Yüksek basınçları ve sıcaklıkları işlemek için uygun değildirler.

• Yapışkan akışkanlarla kullanıma uygun değildirler.

• Gövde borulu eşanjörlerden daha pahalı olabilirler.

Plakalı eşanjörler, çok çeşitli uygulamalar için iyi bir seçimdir. Gövde borulu eşanjörlere göre bir dizi avantaj sunarlar, ancak bazı dezavantajları da vardır. Bir plakalı eşanjör seçerken, uygulamanın özel ihtiyaçlarını dikkatlice değerlendirmek önemlidir.