प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर: क्या, कैसे, प्रकार, कार्य, आकार, सफाई, अनुप्रयोग

औद्योगिक क्षेत्र में विभिन्न प्रयोजनों में "प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर" का उपयोग किया जाता है। प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर के अंदर तापमान और गर्मी का स्थानांतरण हमेशा उच्च से निम्न में स्थानांतरित होता है।

औद्योगिक क्षेत्र में हीट एक्सचेंजर्स का उपयोग बड़ी मात्रा में किया जाता है उनमें से प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर इनमें से एक है। प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर धातु की प्लेट के रूप में उपयोग करता है जिसके माध्यम से दो तरल पदार्थों के बीच गर्मी का हस्तांतरण किया जा सकता है। यह एक फ्रेम ले जाता है और एक अनुयायी और सिर के बीच जकड़ा होता है।

प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर क्या है?

प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर एक उपकरण है जो दबाव के तरल पदार्थ के माध्यम से कम दबाव से मध्यम दबाव में दबाव के आदान-प्रदान के लिए सबसे उपयुक्त हीट एक्सचेंजर है। इसका उपयोग फ्री कूलिंग, बॉयलर्स में किया जाता है।

प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर एक उपकरण है जो धातु की प्लेटों के अनुक्रम में उपयोग किया जाता है जहां गर्मी स्वतंत्र रूप से एक तरल पदार्थ को दूसरे तरल पदार्थ में ले जाती है। प्लेट की प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर को एक दूसरे के ऊपर रखा जाता है जिससे यह एक अनुक्रम चैनल बना सकता है ताकि दबाव द्रव इसके अंदर जा सके।

प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर कैसे काम करता है?

प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर एक ऐसा उपकरण है जो छोटे वेल्डेड डिजाइनों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर की मुख्य सुविधा यह है कि दबाव द्रव आसानी से धातु की प्लेटों पर वितरित हो सकता है।

प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर की गास्केट प्लेट्स एक्सचेंजर की सतह के माध्यम से गर्मी को कम करती हैं और गर्म के माध्यम को ठंड के माध्यम से अलग करने में मदद करती हैं। इस कारण निम्न तापमान द्रव, गैस और उच्च तापमान द्रव, गैस न्यूनतम स्तर की ऊर्जा का उपयोग करते हैं।

प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर का कार्य सिद्धांत नीचे के खंड में गहराई से प्राप्त होता है,

प्रक्रिया की शुरुआत में कई प्लेट एक साथ ढेर हैं.

प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर के अंदर गास्केट का उपयोग किया जाता है, इस प्रकार यह रोकने की अनुमति दे सकता है तरल पदार्थ जो बारी-बारी से प्लेटों से प्रवेश कर रहे हैं. ब्लॉक बनाने के लिए गास्केट आसानी से बाएं या दाएं तरफ जा सकते हैं। प्लेटों के प्रत्येक चैनल में दो तरल पदार्थ निश्चित रूप से बहेंगे। प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर में गैस्केट प्लेटों के छेद इस तरह से संरेखित होते हैं a एक चैनल की तरह पाइप जहां से द्रव बह सकता है.

यदि हम प्लेट के माध्यम से जाते हैं और हीट एक्सचेंजर की गैसकेट प्लेटों को फ्रेम करते हैं तो हम देख सकते हैं कि वैकल्पिक गैसकेट प्लेट पक्ष ब्लॉक है।

यदि कूलर द्रव प्लेट से होकर गुजर सकता है और हीट एक्सचेंजर को फ्रेम कर सकता है तो द्रव बाईं ओर के शीर्ष इनलेट से प्रवेश कर रहा है।

कूलर द्रव में प्रवेश करने के बाद यह कर सकता है प्लेट 2, प्लेट 4 और प्लेट 6 से होकर प्रवाहित करें. उसके बाद कूलर के तरल पदार्थ ने एक उच्च तापमान छोड़ दिया और से निर्वहन किया बाईं ओर नीचे बाहर.

अगले चरण में उच्च तापमान द्रव निचले इनलेट के दाहिने तरफ से प्रवेश करता है तो यह कर सकता है प्लेट 1, प्लेट 3 और प्लेट 5 से होकर प्रवाहित करें. उसके बाद गर्म द्रव दायीं ओर के शीर्ष आउटलेट से निर्वहन.

प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर के गैस्केट को विशेष चैनल के अंदर द्रव प्रवाहित करने की अनुमति है।

इस प्रक्रिया में जिन प्लेटों में चैनल होते हैं जहां से तरल पदार्थ होते हैं अलग तापमान के साथ बहती है और इसमें हमेशा गर्म तापमान से ठंडे तापमान में द्रव प्रवाहित करने की प्रवृत्ति होती है।  

उच्च तापमान द्रव ऊष्मीय ऊर्जा की थोड़ी मात्रा को निम्न तापमान द्रव में स्थानांतरित करता है. विभिन्न प्रकार के दो तरल पदार्थ कभी नहीं जोड़ती एक दूसरे को और वे कभी नहीं मिलना एक दूसरे से अलग होने के कारण ही धातु की प्लेट की दीवार अलग हो जाती है। इस कारण कम तापमान वाला द्रव गर्म हो रहा था और कम तापमान वाला द्रव ठंडा हो रहा था। प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर में हीट एक्सचेंज की मात्रा सरल प्रकार है।

हमें हमेशा यह सुनिश्चित करना चाहिए कि, सुरक्षात्मक आस्तीन को धागे पर कसने वाली सलाखों के साथ संलग्न करने की आवश्यकता होती है। अछूता अधिक थर्मल रखा जाना चाहिए ऊर्जा.

द्रव का प्रवाह है उलटी धारा.

काउंटरफ्लो कार्य सिद्धांत केवल तापमान के लॉग माध्य अंतर के कारण सबसे प्रभावी है। तापमान अंतर का लघुगणक औसत (LMTD) महानतम है।

प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर के प्रकार:

प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर को चार श्रेणियों में वर्गीकृत किया जा सकता है। वो हैं,

1. ब्रेज़्ड प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर
2. गास्केट प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर
3. वेल्डेड प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर
4. सेमी वेल्डेड प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर

प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर वर्गीकरण के प्रकार विवरण नीचे दिया गया है,

टांकना प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर:

ब्रेज़्ड प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर की संरचना में उपकरण नाम गैसकेट और फ्रेम दोनों होते हैं। ब्रेज़्ड प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर मुख्य रूप से छोटे अनुप्रयोगों के लिए उपयोग करते हैं लेकिन अब बड़े अनुप्रयोगों के लिए व्यापक रूप से एक दिन की ब्रेज़्ड प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर। प्रशीतन और मोटर वाहन क्षेत्र में इसका मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है।

ब्रेज़्ड प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर में उपयोग करें इसकी प्लेट बनाने के लिए स्टेनलेस स्टील और कॉपर ब्रेज़िंग का उपयोग किया जाता है इस कारण से इसमें उच्च संक्षारण प्रतिरोधी विशेषताएं हैं। यह ब्रेज़्ड प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर्स बहुत हल्के होते हैं और इस कारण से कुशल इस प्रकार हीट एक्सचेंजर का किफायती है।

ब्रेज़्ड प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर में दबाव द्रव को अलग करने के लिए पतली धातु की प्लेटें होती हैं, लेकिन धातु पूरी तरह से सील करने के लिए एक साथ ब्लेड करती है। इस हीट एक्सचेंजर की सील धातु की प्लेटों की स्थिति और ब्रेजिंग की मदद से बनाई जाती है जिससे द्रव का प्रवाह निर्धारित किया जा सकता है। इसमें उच्च दबाव और उच्च तापमान दोनों होते हैं।

ब्रेज़्ड प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर का उपयोग करने के लाभ हैं,

1. एक्सचेंजर्स का उपयोग किया जाता है।
2. कम रखरखाव लागत।
3. निर्माण का डिजाइन आसान है।
4. गर्मी का नुकसान बहुत कम है।

गैस्केट प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर:

गैस्केटेड प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर में चैनल की संरचना बनाने के लिए कई पतली धातु की चादरों का उपयोग किया जाता है। आंतरिक पतली धातु की चादरों को जोड़कर या घटाकर ताप या शीतलन क्षमता को बढ़ाया या घटाया जा सकता है। इसकी मरम्मत या धुलाई का उद्देश्य जुदा भी हो सकता है। पतली प्लेट बनाने के लिए जिन धातुओं का उपयोग किया जाता है वे हैं स्टेनलेस स्टील, प्लेटिनम और माइल्ड स्टील। गैस्केटेड प्लेट और फ्रेम में हीट एक्सचेंजर गैसकेट रबर से बने होते हैं।

प्रक्रिया इंजीनियरिंग में, मोटर वाहन क्षेत्र, भारी शुल्क एचवीएसी गैस्केट प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

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गैस्केटेड प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर का उपयोग करने के लाभ हैं,

1. कम रखरखाव लागत।
2. रिसाव को आसानी से रोका जा सकता है।
3. विस्तार वाल्व को बदलना मुश्किल नहीं है।
4. पतली धातु की प्लेटों की सफाई में कठिनाई का सामना नहीं करना पड़ रहा है।

वेल्डेड प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर:

अगर हम वेल्डेड प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर की संरचना को देखते हैं तो हम देख सकते हैं कि अंदर की संरचना गैस्केट प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर के समान है।

वेल्डेड प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर का उपयोग करने के लाभ हैं,

1. द्रव की हानि बहुत कम होती है।
2. यह अत्यधिक मजबूत प्रकार है।
3. इसमें संक्षारक या गर्म द्रव आसानी से चल सकता है।

सेमी वेल्डेड प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर:

दो प्लेट की जोड़ी की मदद से आंतरिक धातु की प्लेटें बनी होती हैं और उन्हें वेल्डेड किया जाता है. गैस्केट के अन्य जोड़े एक जोड़ी को द्रव पथ बनाने के लिए वेल्ड किया जाता है और दूसरे जोड़े को द्रव पथ बनाने के लिए गैसकेट किया जाता है।

सेमी वेल्डेड प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर का उपयोग करने के लाभ हैं,

1. द्रव की हानि बहुत कम होती है।
2. भारी सामग्री को ले जाने में कठिनाई का सामना नहीं करना पड़ रहा है।

प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर आरेख:

प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर का आरेख नीचे दिया गया है,

प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर अनुप्रयोग:

RSI प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर का अनुप्रयोग नीचे दिए गए हैं,

1. हीट पंप अलगाव
2. पानी गर्म करने का यंत्र
3. अपशिष्ट गर्मी वसूली
4. मुक्त ठंडक
5. कूलिंग टॉवर अलगाव

हीट पंप अलगाव:

की रक्षा के लिए गर्मी पंप पानी की आपूर्ति में दूषित पदार्थों से ग्रैहम प्लेट श्रृंखला एक्सचेंजर का उपयोग किया जाता है। ग्रैहम प्लेट श्रृंखला एक्सचेंजर द्वारा उच्च स्तर की अशांति कैब को आसानी से बनाए रखा जा सकता है, जो उच्च तापमान तरल पदार्थ को बहने के लिए दूषण और उपयुक्त को कम करता है।

पानी गर्म करने का यंत्र:

वॉटर हीटर बनाने के लिए स्टेनलेस स्टील का उपयोग किया जाता है। इसमें जंग में गर्मी हस्तांतरण और प्रतिरोधकता की उच्च दर है। वॉटर हीटर में मुख्य रूप से ग्रैहम प्लेट एक्सचेंजर का उपयोग किया जाता है जो उच्च तापमान वाले द्रव को प्रवाहित करने के लिए उपयुक्त होता है।

अपशिष्ट गर्मी वसूली:

अपशिष्ट गर्मी उत्पन्न की जा सकती है chillersभाप कंडेनसर, और कई अन्य प्रक्रिया का उपयोग हवा या पानी की गर्मी बनाने के लिए किया जाता है। उच्च दक्षता और कम तापमान यह ऊर्जा लागत को कम करने में मदद करता है।

मुक्त ठंडक:

फ्री कूलिंग के संचालन के लिए रेफ्रिजरेशन सिस्टम के चिलर बंद हो जाते हैं और प्लांट उपयोगिता की लागत को कम करने में मदद मिलती है। फ्री कूलिंग में ग्रैहम प्लेट एक्सचेंजर का उपयोग किया जाता है। फ्री कूलिंग प्रक्रिया के दौरान कूलिंग टॉवर के पानी की मदद से हवा पहले से ठंडी होती है।

कूलिंग टॉवर अलगाव:

कूलिंग टॉवर आइसोलेशन की मदद से कूलिंग वॉटर को इमारतों में सर्कुलेट किया जाता है। . में कूलिंग टॉवर अलगाव ग्राहम प्लेट एक्सचेंजर पानी की अशांति को कम करने के लिए उपयोग किया जाता है।

प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर आकार:

प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर की माप प्रक्रिया के लिए कुछ चरणों का पालन किया जाता है। वो हैं,

1. डिज़ाइन का डेटा प्राप्त करें
2. गर्मी के प्रवाह की गणना
3. पतली प्लेटों की आवश्यक संख्या की गणना
4. हीट एक्सचेंजर के आकार की पुष्टि

डिजाइन का डेटा प्राप्त करें:

शुरुआत के लिए प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर के आकार की गणना डिजाइन का डेटा प्राप्त करने के लिए पहले चरण का पालन करने की आवश्यकता है। इस प्रक्रिया को चलाने के लिए जिन डेटा का पालन करना चाहिए, वे नीचे सूचीबद्ध हैं,

• द्रव्यों में विद्यमान गुण।
• आउटलेट और इनलेट में प्रत्येक द्रव के लिए तापमान।
• इनलेट में द्रव के लिए दबाव।
• स्वीकार्य दबाव ड्रॉप।

गर्मी के प्रवाह की गणना:

यदि प्रवाहित द्रव की प्रवाह दर, विशिष्ट ऊष्मा, प्रवेश तापमान, निकास तापमान या या तो ठंडे पक्ष या गर्म पक्ष को जानते हैं तो ऊष्मा प्रवाह की गणना आसानी से की जा सकती है।

उस सूत्र की सहायता से जिससे ऊष्मा प्रवाह की गणना की जा सकती है, नीचे दिया गया है,

कहा पे,

m_c = प्रति सेकंड किलो में निचले तापमान पक्ष पर द्रव्यमान प्रवाह दर

C_pc= निचले तापमान की ओर विशिष्ट ऊष्मा

T₂= केल्विन में कम तापमान की ओर आउटलेट तापमान

T₁= केल्विन में कम तापमान की तरफ इनलेट तापमान

एम_h = सामूहिक प्रवाह दर प्रति सेकंड किलो में उच्च तापमान पक्ष पर

C_ph= उच्च तापमान की ओर विशिष्ट ऊष्मा

T₄ = केल्विन में उच्च तापमान की ओर आउटलेट तापमान

T₃ = केल्विन में उच्च तापमान की ओर इनलेट तापमान

की मदद से गर्मी का हस्तांतरण गुणांक गर्मी प्रवाह निर्धारित किया जा सकता है।

कहा पे,

एच = कुल मिलाकर ताप विनिमय गुणांक kw.m . में².K^-1

एस = वर्ग मीटर में ताप विनिमायक का क्षेत्रफल

पतली प्लेटों की आवश्यक संख्या की गणना:

पतली प्लेटों की आवश्यक संख्या इस सूत्र का उपयोग करके निर्धारित की जा सकती है,

एन = एस / एस

कहा पे,

एन = पतली प्लेटों की आवश्यक संख्या

एस = वर्ग मीटर में हीट एक्सचेंजर क्षेत्र का कुल क्षेत्रफल

s = वर्ग मीटर में एक विशेष एकल प्लेट का आकार

हीट एक्सचेंजर के आकार की पुष्टि:

का उपयोग करते हुए नुसेल्ट नंबर हीट एक्सचेंजर का आकार निर्धारित किया जा सकता है।

कहा पे,

नु = नुसेल्ट नंबर

ए = प्लेट के गलियारे के आधार पर गुणांक

पुन = रेनॉल्ड्स संख्या

बी = प्लेट के गलियारे के आधार पर गुणांक

P_r= Prandtl संख्या

P_rw = Prandtl संख्या थाली की दीवार पर

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प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर सफाई और रखरखाव:

प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर की सफाई और रखरखाव तीन चरणों में किया जाता है। वे नीचे सूचीबद्ध हैं,

1. निर्धारित मरम्मत
2. जगह स्वच्छ रखें
3. मैनुअल रखरखाव

अनुसूचित रखरखाव:

प्लेट और फ्रेम हीट एक्सचेंजर की सफाई और रखरखाव को बनाए रखने की सामान्य प्रक्रिया अनुसूचित रखरखाव है। इस प्रक्रिया में हीट एक्सचेंजर के उपकरण को निर्धारित और नियमित रूप से बनाए रखना और साफ करना। इस प्रकार की सफाई और रखरखाव प्रक्रिया कम से कम छह महीने तक रहती है।

जगह स्वच्छ रखें:

इस प्रक्रिया में समय-समय पर हीट एक्सचेंजर के उपकरण का रखरखाव और सफाई करते हैं। इस तरह की सफाई और रखरखाव प्रक्रिया प्लेट को खोलने की आवश्यकता नहीं है, इससे मदद मिलती है गर्मी के अंदर अत्यधिक दबाव गिराएं एक्सचेंजर।

मैनुअल रखरखाव:

इस प्रक्रिया में हर साल हीट एक्सचेंजर के उपकरण का रखरखाव और सफाई की जाती है। इस प्रकार की सफाई और रखरखाव प्रक्रिया कम से कम एक वर्ष से अधिक समय तक चलती है।