مبدل حرارتی لوله پره دار یک تجهیزات فناوری صرفه جویی در انرژی بسیار خوبی است که می تواند انرژی هدر رفته را دوباره استفاده کند. مبدل حرارتی لوله پره ای از خانواده مبدل های حرارتی است. امروز به معرفی و تحلیل برخی از اصول اولیه کار و ویژگی های مهم مبدل های حرارتی لوله پره ای می پردازیم تا همه بتوانند درک بهتری از مبدل های حرارتی لوله پره دار داشته باشند.
مبدل حرارتی لوله پره دار معمولاً از بافل، باله، مهر و موم و صفحات راهنما تشکیل شده است. باله ها، راهنماها و مهر و موم ها بین دو پارتیشن مجاور قرار می گیرند تا یک ساندویچ به نام کانال را تشکیل دهند. ساندویچ بر اساس روشهای مختلف سیال روی هم چیده میشود و در یک بسته صفحه کامل لحیم میشود. بسته صفحه ای هسته مبدل حرارتی لوله پره دار است که دارای سرها، نازل ها، تکیه گاه ها و غیره لازم است تا یک مبدل حرارتی لوله پره دار را تشکیل دهد.
از نظر مکانیسم انتقال حرارت، مبدل حرارتی لوله پره دار هنوز متعلق به مبدل حرارتی شانه-بازو است. ویژگی اصلی آن این است که دارای یک سطح تبادل حرارتی ثانویه (باله) گسترده است، بنابراین فرآیند انتقال حرارت نه تنها بر روی سطح مبادله حرارتی اولیه (بافل)، بلکه در سطح تبادل حرارت ثانویه نیز انجام می شود. علاوه بر تبدیل یک سطح به محیط جانبی با دمای پایین، گرمای محیط جانبی با دمای بالا را می توان در امتداد بخشی از جهت ارتفاع سطح باله نیز منتقل کرد، یعنی در امتداد جهت ارتفاع باله، یک بافل وجود دارد که گرما را تبدیل می کند و سپس گرما به محیط جانبی با دمای پایین منتقل می شود.
از آنجایی که توسعه ارتفاع باله به میزان زیادی فراتر از ضخامت باله افزایش مییابد، فرآیند تجزیه و تحلیل هدایت حرارتی در طول ارتفاع باله شبیه به یک میله راهنمای باریک یکنواخت است. در این زمان نمی توان مقاومت حرارتی باله را نادیده گرفت. دمای هر دو انتهای باله بزرگتر یا مساوی با دمای بافل است. از آنجایی که باله و محیط گرما را با همرفت پراکنده می کنند، دما می تواند به رشد و کاهش آن ادامه دهد تا زمانی که دمای متوسط در وسط باله باشد.
مبدل حرارتی fin-tube دارای راندمان انتقال حرارت بالایی است زیرا اختلال پره به سیال باعث می شود لایه مرزی به طور مداوم شکسته شود و ضریب انتقال حرارت زیاد باشد. به دلیل انبساط سطح ثانویه، سطح ویژه مبدل حرارتی لوله پره می تواند به 1000㎡/m3 برسد. به دلیل ساختار فشرده، بیشتر از آلیاژ آلومینیوم ساخته می شود و در حال حاضر مواد فولادی، مس و کامپوزیت نیز به تولید انبوه رسیده است. از مبدل های حرارتی پره ای تطبیقی می توان برای تبادل حرارت و تغییر فاز بین گاز-گاز، گاز-مایع، مایع-مایع و سیالات مختلف استفاده کرد. از طریق طرح و ترکیب کانالهای جریان، میتواند با شرایط مختلف تبادل حرارتی مانند جریان مخالف، جریان متقاطع، چند جریان و چند جریان سازگار شود. با بهبود ترکیب اتصال سری، موازی و سری-موازی واحدها، نیازهای تبادل حرارتی تجهیزات سازمانی در مقیاس بزرگ در کشور من برآورده می شود. قالبگیری صنعتی و تولید دستهای را میتوان برای کاهش هزینهها انجام داد و قابلیت تعویض را میتوان از طریق ترکیب بلوک گسترش داد.
فرآیند فناوری ساخت سخت و پیچیده است. گرفتگی آن آسان است، در برابر خوردگی مقاوم است و تمیز کردن و نگهداری آن بسیار دشوار است. بنابراین، فقط در مواردی می توان از آن استفاده کرد که محیط تبادل حرارتی تمیز، غیر خورنده، بدون پوسته پوسته شدن و مسدود شدن آسان باشد.
