ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ച് യൂണിറ്റുകൾ എങ്ങനെയാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്?

ഫ്ലൂയിഡ് ഐസൊലേഷൻ (മെയിൻ സ്ട്രീം മോഡ്)മിക്ക വ്യാവസായിക, വിദേശ വ്യാപാര ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ച് ഉപകരണങ്ങളും ഉയർന്ന താപ ചാലകത ഖര ഭിത്തികളിലൂടെ (മെറ്റൽ പൈപ്പ് ഭിത്തികൾ, കോറഗേറ്റഡ് മെറ്റൽ പ്ലേറ്റുകൾ പോലുള്ളവ) ചൂടുള്ളതും തണുത്തതുമായ ദ്രാവകങ്ങൾ കർശനമായി വേർതിരിക്കുന്നു, രണ്ട് ദ്രാവകങ്ങളുടെ മിശ്രിതവും മലിനീകരണവും ഒഴിവാക്കുക, ചുവരിലൂടെ ചൂട് കൈമാറ്റം ചെയ്യാൻ മാത്രം അനുവദിക്കുക;

ചാലകശക്തി: താപനില വ്യത്യാസം (ΔT)ചൂടുള്ളതും തണുത്തതുമായ ദ്രാവകങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള താപനില വ്യത്യാസമാണ് താപ കൈമാറ്റത്തിൻ്റെ പ്രധാന ചാലകശക്തി. താപനില വ്യത്യാസം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് താപ കൈമാറ്റ നിരക്ക് വേഗത്തിലാകും. രണ്ട് ദ്രാവകങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള താപനില വ്യത്യാസം ഉള്ളിടത്തോളം, രണ്ട് ദ്രാവകങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള താപനില വ്യത്യാസം പൂജ്യത്തിലേക്ക് അടുക്കുകയും ചലനാത്മക സന്തുലിതാവസ്ഥയിലെത്തുകയും ചെയ്യുന്നതുവരെ താപ കൈമാറ്റം സ്വയമേവ സംഭവിക്കും, ആ ഘട്ടത്തിൽ ഫലപ്രദമായ താപ കൈമാറ്റം നിലയ്ക്കുന്നു.

പ്രധാന പ്രക്രിയ:മൂന്ന്-ഘട്ട ചൂട് കൈമാറ്റം ഏറ്റവും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന പരോക്ഷ ഹീറ്റ് എക്സ്ചേഞ്ചർ ഉദാഹരണമായി എടുത്താൽ, ഹീറ്റ് ട്രാൻസ്ഫർ തുടർച്ചയായ മൂന്ന് ഘട്ടങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു, അവയൊന്നും ഒഴിവാക്കാനാവില്ല:

- സംവഹന താപ കൈമാറ്റം (ദ്രാവകം → മതിൽ): ഒരു ഭിത്തിയുടെ ഒരു വശത്ത് ഉയർന്ന-താപനിലയുള്ള ദ്രാവകം ഒഴുകുമ്പോൾ, ദ്രാവക തന്മാത്രകൾ മതിലുമായി കൂട്ടിയിടിച്ച് താപം മതിലിലേക്ക് മാറ്റുന്നു. അതേ സമയം, ദ്രാവകത്തിൻ്റെ സ്വന്തം മാക്രോസ്കോപ്പിക് ഫ്ലോ (ടർബുലൻസ്) തുടർച്ചയായി ആന്തരിക താപം മതിലിലേക്ക് മാറ്റുന്നു. വേഗത്തിലുള്ള ഫ്ലോ റേറ്റ്, പ്രക്ഷുബ്ധത ശക്തമാകുമ്പോൾ, ചൂട് കൈമാറ്റം കാര്യക്ഷമത കൂടുതലാണ്.

- താപ ചാലകം (മതിലിനുള്ളിൽ): ഉയർന്ന-താപനിലയിലുള്ള പാർശ്വഭിത്തിയിൽ നിന്ന് താഴ്ന്ന-താപനിലയിലുള്ള പാർശ്വഭിത്തിയിലേക്ക് സോളിഡ് വാൾ മെറ്റീരിയലിൻ്റെ തന്മാത്രാ വൈബ്രേഷനിലൂടെ ചൂട് നടത്തപ്പെടുന്നു. മതിൽ മെറ്റീരിയലിൻ്റെ താപ ചാലകത (ചെമ്പ്, അലൂമിനിയം എന്നിവ പോലുള്ളവ, സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീലിനേക്കാൾ മികച്ച താപ ചാലകതയുള്ളവ) ഭിത്തിയുടെ കനവും മലിനജലത്തിൻ്റെ അളവും ചാലക കാര്യക്ഷമതയെ നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്നു.

- സംവഹന താപ കൈമാറ്റം (മതിൽ → ദ്രാവകം): താഴ്ന്ന-താപനിലയുള്ള പാർശ്വഭിത്തി ഭിത്തിക്ക് സമീപമുള്ള താഴ്ന്ന-താപനിലയുള്ള ദ്രാവക തന്മാത്രകളിലേക്ക് താപം കൈമാറുന്നു. താഴ്ന്ന-താപനിലയുള്ള ദ്രാവകം അതിൻ്റെ ഒഴുക്കിലൂടെ താപത്തെ കൊണ്ടുപോകുന്നു, മതിലും ദ്രാവകവും തമ്മിലുള്ള താപനില വ്യത്യാസം നിലനിർത്തുകയും തുടർച്ചയായ താപ കൈമാറ്റം ഉറപ്പാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഊർജ്ജ ബാലൻസ്:താപ സംരക്ഷണം അനുയോജ്യമായ സാഹചര്യങ്ങളിൽ (ചെറിയ അളവിലുള്ള താപനഷ്ടം അവഗണിച്ച്), ഉയർന്ന-താപനില ദ്രാവകം പുറത്തുവിടുന്ന മൊത്തം താപം താഴ്ന്ന-താപനില ദ്രാവകം ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന മൊത്തം താപത്തിന് തുല്യമാണ്, ഇത് ഊർജ്ജ സംരക്ഷണ നിയമവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു. താപം കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നതിനാൽ ദ്രാവകത്തിൻ്റെ താപനില ക്രമേണ കുറയുന്നു രണ്ടും തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം ക്രമേണ കുറയുന്നു, അങ്ങനെ താപ കൈമാറ്റ നിരക്ക് കുറയുന്നു.