مبدأ العمل لجهاز تقليل درجة الحرارة والضغط
عندما يتم توصيل البخار المحمص بدرجة الحرارة العالية والضغط العالي إلى كل نقطة بخار ، يجب أن يدخل أولاً جهاز تقليل الضغط ودرجة الحرارة لتقليل ضغط ودرجة حرارة البخار شديد الحرارة ليقترب من حالة التشبع المطلوبة (عادةً ما تكون قريبة من درجة حرارة التشبع 3-5 درجة) بعد ذلك ، يتم إرسالها إلى معدات التبادل الحراري للاستخدام.
هناك نوعان من الأشكال الأساسية للتسخين.
نظام تخفيض الضغط والتسخين
نظام تخفيض الضغط والتسخين
ق في التوليد المشترك الصناعي الحديث وتدفئة المناطق (أو البخار) والصناعات الخفيفة
شركات الطاقة الكهربائية والكيميائية والمنسوجات وغيرها
تستخدم على نطاق واسع في الهندسة الحرارية لحرارة البخار
المعلمات (الضغط ودرجة الحرارة) لتغيير الجهاز
واستخدام جهاز توفير الطاقة الحرارية المهدرة
1. عدم الاتصال
وسيلة تبريد البخار لا تلامس مباشرة البخار المحمص الذي يتم تبريده. يمكن استخدام سوائل التبريد والغازات والبخار كوسائط تبريد. يمكن أيضًا استخدام الهواء المحيط كوسيط تبريد. هذا النوع من جهاز إزالة التسخين يشبه المبادل الحراري للقذيفة والأنبوب. يدخل البخار المحمص إلى جانب واحد من المبادل الحراري ، ويدخل وسط التبريد إلى الجانب الآخر من المبادل الحراري. عندما يتم التحكم في درجة حرارة البخار شديد السخونة ، يمكن ضبطها: تدفق البخار المحمص عند المدخل ، أو تدفق وسط التبريد.
2. الاتصال المباشر
يتم خلط الوسيط المستخدم لتبريد البخار (الماء المعتاد) مباشرة بالبخار شديد السخونة ، مثل نظام فنتوري ونظام تقليل درجة الحرارة من نوع الحقن المباشر وتقليل الضغط كما هو موضح في الشكل أدناه.
يتم أولاً فك ضغط البخار المحمص ثم يدخل إلى مخفض الضغط. يتم خلط مياه التبريد مباشرة بالبخار شديد السخونة ، وتمتص حرارة البخار المحمص ، ثم يتبخر إلى بخار. يتم تبريد البخار المحمص. يتم إضافة كمية معينة من مياه التبريد من خلال جهاز الانحلال والخلط داخل جهاز إزالة التسخين. يتم التحكم في كمية مياه التبريد المضافة عن طريق قياس درجة حرارة البخار أسفل جهاز إزالة الحرارة. لذلك يمكن أن تنتج بخار جاف. بهذه الطريقة ، يمكن تجنب تلف وتآكل خطوط الأنابيب والمعدات.
يجب أن تقوم جميع أجهزة إزالة التسخين بالتلامس المباشر بتقسيم المياه الواردة إلى قطرات صغيرة لزيادة مساحة السطح / نسبة حجم الماء. كلما زادت مساحة السطح / نسبة حجم الماء ، زاد معدل تبخر قطرات الماء وأسرع تنخفض درجة حرارة البخار. يشار عادةً إلى عملية إنتاج قطرات الماء الصغيرة باسم "الضباب". ستؤثر جودة الترذيذ التي يتم رشها في الماء الساخن بشكل مباشر على أداء التحكم في نظام إزالة التسخين. تعتمد الأنواع المختلفة من أجهزة إزالة التسخين على طرق مختلفة لخفض درجة حرارة الماء.
وتجدر الإشارة إلى أن قطرات الماء المحسوسة تختلط بالبخار ، وتبخر قطرات الماء (أثناء التبريد بالبخار) هي عملية تستغرق وقتًا ولن تكتمل على الفور. لذلك ، فإن معظم عملية نزع الحرارة لا تحدث داخل جهاز إزالة الحرارة ، ولكن في خط أنابيب المصب لمخرج جهاز إزالة التسخين. لذلك ، للحصول على تجربة جيدة ، يعد تصميم الأنابيب النهائية أمرًا بالغ الأهمية أيضًا.
كما ذكرنا سابقًا ، ليس من الصعب فهم سبب احتياج قطرات مياه التبريد والبخار شديد السخونة إلى فترة من الوقت للخلط جيدًا. إذا لم يكن الخلط جيدًا ، فلن يتمكن الماء من امتصاص الحرارة بشكل فعال من البخار شديد السخونة ، ولا تكتمل عملية التبخر لقطرات الماء ، مما يتسبب في تدفق قطرات الماء في اتجاه مجرى وحدة التسخين ولا يمكن التحكم في درجة حرارة مخرج جهاز إزالة الحرارة. لذلك ، يجب تعليق قطرات الماء في خط أنابيب المصب لأطول فترة ممكنة. لضمان ذلك ، يجب أن يحافظ خط أنابيب المصب على سرعة تدفق عالية نسبيًا للحفاظ على الاضطرابات الكافية في خط أنابيب المصب. هذه السرعة أعلى من معدل تدفق البخار لنظام توزيع البخار العام. هذا هو السبب في أن أجهزة إزالة الحرارة والأنابيب المقابلة عادة ما تكون (ليست كلها) أصغر من أنابيب نظام توزيع البخار.
عادةً ما يتم اختيار مصدر المياه المستخدم للتبريد: ماء تركيب الغلايات ، وماء منزوع المعادن ، وماء منزوع الأيونات ، وماء مكثف.
يمكن أيضًا استخدام مياه الصنبور في المدينة أو مياه المعالجة ، لكن ذلك يعتمد على صلابة إمدادات المياه. قد يتراكم المقياس داخل فوهة مياه التبريد لجهاز إزالة الحرارة وسطح الجدار الداخلي للأنبوب في اتجاه مجرى تيار جهاز إزالة الحرارة.
بشكل عام ، كلما ارتفعت درجة حرارة مياه التبريد ، كان ذلك أفضل. وذلك لأن قطرات الماء الساخن تمتص حرارة أقل من قطرات الماء البارد لتصل إلى درجة حرارة التبخر ، لذلك تتبخر بشكل أسرع ، مما ينتج عنه تأثير تبريد أكثر كفاءة. يقلل استخدام الماء الساخن أيضًا من كمية الماء المتساقطة على الجدار الداخلي للأنبوب. لذلك ، يجب عزل خط أنابيب إمداد المياه. مطلوب انخفاض ضغط لتمرير صمام التحكم في المياه. قلنا سابقًا أن الماء يجب أن يكون ساخنًا قدر الإمكان ، ولكن يجب تجنب الوميض من خلال صمام التحكم.
من أجل رش مياه التبريد ، يجب أن يكون الضغط عند فوهة جهاز إزالة الحرارة مساويًا أو أكبر من ضغط بخار التشغيل في خط الأنابيب. الأنواع المختلفة من أجهزة إزالة التسخين لها متطلبات ضغط مختلفة ، ولكن عادةً ما تكون أصغر قيم الضغط كما يلي:
ضغط بخار جهاز إزالة الاحتباس الحراري النفاث زائد 0. 5 بار
ضغط بخار مزيل للسخان من نوع فنتوري زائد 0. 1 بار
جهاز إزالة التسخين من نوع الانحلال بالبخار له نفس ضغط البخار
بالنسبة لأجهزة إزالة الحرارة من النوع النفاث والفنتوري ، يكون الضغط الأقصى مطلوبًا عند الحد الأقصى لتدفق المياه. وتجدر الإشارة إلى أن معدل تدفق المياه يتناسب مع الجذر التربيعي لاختلاف الضغط بين ماء التبريد والبخار. لذلك ، إذا زاد تدفق الماء بمقدار 4 مرات ، سيزداد الضغط التفاضلي بمقدار 42=16.
في حالة استخدام مضخة قائمة بذاتها أو مضخة معززة ، يلزم وجود نظام إرجاع لضمان مرور الماء دائمًا عبر المضخة.