Refrigeration.and.Conditioning
 
الرئيسيةاليوميةس .و .جبحـثالأعضاءالمجموعاتالتسجيلدخول

شاطر | 
 

  المبخرات

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل 
كاتب الموضوعرسالة
adel_2019
Admin


المساهمات : 12
تاريخ التسجيل : 07/12/2010

مُساهمةموضوع: المبخرات    الأربعاء ديسمبر 08, 2010 8:12 am

المبخرات

مقدمة


المبخرات هي مبادلات حرارية خاصة وظيفتها توليد الماء المقطر اللازم لتعويض الدارة ما فقدته من الماء,وأن تصميم المبخرات كجزء من الدارة يتوقف على كمية الماء المستجد اللازم للدارة, واقتصاديتها تتعلق بوزن البخار المولد من تكاثف1Kgمن البخار المستنزف وتعمل المبخرات من النوع ذي الفعل الوحيد.


ويركب منها مبخر واحد أو أكثرمع الوصل على التوازي,أوأنه يركب أكثر من مبخرعلى التسلسل بحيث أن البخار المولد من المبخر الأول يستعمل كبخار تسخين في المبخر الثاني.


وتجدر الإشارة أن تركيب المبخرات على التوازي يعطي استطاعات أكبر للحصول على الماء المستجد,أما ترتيبها على التسلسل فهو أكثر اقتصادية ويعطي ماءاً مستجداً أكثر نقاوة.


والتبخير المستمر للماء الخامي يخلق بقايا من الأملاح وماء درجة تركيز الشوائب فيه مرتفعة وينبغي التخلص من ذلك على فترات متقطعة ويتم ذلك بالدسع, ويتم تنظيف المبخرات لإزالة الترسبات والقشور المتراكمة على الأنابيب.


إن أي سطح للتبادل الحراري يتم بداخله تبخر وسيط التبريد لغرض إزالة الحرارة من حيز مبرد يسمى المبخر، ونظراً إلى المتطلبات المتعددة للمبخرات فإنها تصنع بتنوع واسع من حيث الطراز Type والشكل Shape والأحجام Sizes والتصاميم Designs ويمكن تصنيف المبخرات حسب:

* طراز الإنشاء."
* شروط التشغيل
* طريقة التحكم بوسيط التبريد.
* طريقة تدوير (جولان) الهواء أو السائل.


تصنف المبخرات بصورة عامة حسب شروط تشغيلها ضمن مجموعتين:
o المبخرات المطفحة (المغمورة).
o المبخرات ذات التمدد الجاف.
المبخرات المطفحة (المغمورة).: يبقى المبخر مملوء بشكل دائم بسائل تبريد ونحافظ على منسوب السائل بواسطة صمام خاص ويتم سحب البخار المتشكل نتيجة غليان سائل التبريد بواسطة الضاغط ونتيجة ذلك يكون السطح الداخلي للمبخر مبللاً كلياً وبصورة دائمة بالسائل مما يؤدي إلى الحصول على معدلات عالية لانتقال الحرارة، محاذير هذا النوع من المبخرات:
o يكون المبخر عادةً كبير الحجم.
o يتطلب شحنة أكبر من وسيط التبريد.
المبخرات ذات التمدد الجاف: تتم التغذية بسائل تبريد بواسطة صمام تمدد بحيث تتبخر كمية السائل بكاملها عندما تصل إلى نهاية ملف المبخر ويتم التحكم بكمية السائل بواسطة بصيلة جس الموجودة في الصمام. يتبخر السائل من المبخر ذي التمدد الجاف تدريجياً وينطلق على شكل بخار.
وفي كلا النوعين من المبخرات يتغذى سائل التبريد المبخر حسب معدل التبخير فيه وتتغير غزارة السائل مع تغير الحمل الحراري على المبخر.

...................................................................................................................






أنواع المبخرات:
تصنف حسب طريقة إنشائها إلى:

المبخرات ذات الأنابيب العارية.

المبخرات ذات السطوح المستوية.

المبخرات ذات الأنابيب المزعنفة.
1-المبخرات ذات الأنابيب العارية:
تصنع هذه المبخرات من أنابيب فولاذية أو نحاسية وتستعمل الأنابيب الفولاذية للمبخرات الكبيرة وللمبخرات التي تستخدم الأمونياك كوسيط تبريد في حين أن الأنابيب النحاسية تستعمل في صنع المبخرات صغيرة الاستطاعة التي تستعمل مختلف وسائل التبريد خلاف الأمونياك.
2-المبخرات ذات السطوح المستوية على شكل ألواح
تستعمل بكثرة في البرادات والمجمدات المنزلية تتميز بسهولة التنظيف، واقتصادية، و يمكن صنع المبخر على شكل لوحين معدنيين ملحومين مع بعضهما بحيث يتم تشكيل ممرات لانسياب وسيط التبريد بين اللوحين.
يمكن استخدام هذا النوع بشكل منفرد أو على شكل صفوف من الألواح المتوازية، ويمكن تشكيل أنواع من المبخرات المستوية من أنابيب ملحومة مع بعضها لتحقيق التلامس ويمكن أن تكون مفردة أو على شكل صفوف أو على شكل رفوف في غرفة التجميد، كما هو موضح في الأشكال التالية:
3-المبخرات ذات الأنابيب المزودة بشفرات أو زعانف
لا تقوم الشفرات بزيادة سطح التبادل الحراري لذا ينبغي وصلها بالأنابيب بطريقة تحقق تلامس حراري جيد بينها وبين الأنبوب.
إن أبعاد الشفرات وعددها يتوقف على قطر الأنبوب ونوع الاستخدام الذي من أجله يصمم المبخر تتراوح عدد الشفرات في البوصة بين ، ويكون تباعد الشفرات في المبخرات المستعملة عند درجات حرارة منخفضة أعلى منه من المبخرات المستعملة عند درجات حرارة مرتفعة.
وقد تبين أن أفضل استخدام لهذا النوع هو في أجهزة تكييف الهواء حيث تبقى درجة الحرارة فوق .
الشكلان التاليان يوضحان هذا النوع من المبخرات:
المبخرات ذات الأنابيب المزودة بشفرات أو زعانف

سعة المبخرات:

تعرف سعة المبخر بأنها كمية الحرارة المنتقلة في واحدة الزمن عبر جدران المبخر من المكان أو المنتج المطلوب تبريده إلى وسيط التبريد المتبخر داخل ملفات المبخر.

وتحسب من المعادلة التالية:


Uعامل انتقال الحرارة الكلي للمبخر ويحسب من المعادلة:


نسبة مساحة السطح الخارجي إلى السطح الداخلي

(m) سماكة جدران المبخر.

(W/m*k) عامل التوصيل الحراري لمادة المبخر

(W/ m^2*k) عامل الحمل الحراري بين وسيط التبريد والجدار الداخلي. (W/m^2 *K) عامل الحمل الحراري بين الهواء والجدار الخارجي.

(W/m^2*K)fعامل الأوساخ.

وبالنسبة ل iيمكن تعينه من المعادلة:

i=C * m^0.6

حيث أن :

m(Kg/sec) التدفق الكتلي لوسيط التبريد.

C ثابت تتوقف قيمته على نوعية وسيط التبريد ويمكن تعيين i من المعادلة التجريبية :

المائع
سرعة الجريان(m/s)





وإذا تبخر وسيط التبريد خارج الأنابيب يمكن اختيار عامل الحمل الحراري ai مباشرةً من الجداول كتابع لسرعة جريان المائع :



أما عامل الحمل الحراري خارج الأنابيب فهو يتعلق بعدد الأنابيب وبقطرها, وبعدد الصفوف وأبعاد الزعانف.

وإذا كان المائع المنساب حول الأنابيب هو الهواء فإن ao يحسب من المعادلة التالية:

(W/m^2 *C)

ويمكن تعيين من المعادلة التالية :
-الأنابيب مرتبة بشكل خطي

Nu=0.21*
-الأنابيب المرتبة بشكل شطرنجي:

Nu=037*

وعندما يتبخر وسيط التبريد خارج أنابيب المبخر فإن تحسب بالمعادلة التالية:


حيث أن:

n,c ثوابت تتعلق بنوعية وسيط التبريد.

فرق درجات الحرارة بين وسيط التبريد والسطح الخارجي للأنابيب.

وبالنسبة لفرق درجات الحرارة اللوغارتمي بين وسيط التبريد والوسط المحيط

به,يحسب بطرق مختلفة وذلك تبعاً لوضع الجريان متوازي أو متعاكس.

فرق درجة حرارة المبخر :Td

ويعرف هذا الفرق بأنه الفرق بين درجة حرارة الهواء عند دخوله المبخر ودرجة حرارة الإشباع لوسيط التبريد المقابلة لضغطه في مخرج المبخر ,ويعتبر Td أحد العوامل الرئيسية عند اختيار المبخر المناسب لاستعمال معين.

والشكل يوضح العلاقة بين سعة المبخر وفرق درجات الحرارةTd في المبخر, ونلاحظ أن هذه العلاقة هي طردية عند ثبات بقية الشروط الأخرى.

ويؤثر فرق درجة حرارة المبخر مباشرة في الرطوبة النسبية للهواء الخارج من المبخر,فبارتفاع قيمة Tdتقل الرطوبة النسبية, وبانخفاضها تزيد قيمة الرطوبة النسبية.

عادةً يوصي مصنعو المبخرات بقيم محدودة لفرق درجات حرارة المبخر Tdللحصول على الرطوبة النسبية المطلوبة,وتعتمد هذه القيم على درجة حرارة الهواء وكيفية انتقال الحرارة بين سطح المبخر والهواء, .




تأثير كمية الهواء على سعة المبخر


العوامل الخارجية المؤثرة على المبخر مع أنها لا تدخل في المعادلة الأساسية وهذه العوامل هي:

* حركة الهواء
* سرعة الهواء.
* توزيع الهواء فوق الملف وفي الحيز المبرد.

وتتعلق هذه العوامل بعضها ببعض.

مساحة السطح:
إن سعة المبخر تتغير طرداً مع مساحة السطح الخارجي للمبخر طالما بقي و ثابتين .إلا أنهما يتغيران مع تغير مساحة السطح ومع تغير عدد صفوف الأنابيب . يتناقص انخفاض الحرارة مع المرور في الأنابيب بداً من الصف الأول لذلك يفضل استخدام صف واحد من الأنابيب. إذا كان المبخر صغير الحجم يمكن تعويض النقص بزيادة عدد الصفوف.
فرق درجة الحرارة في المبخر:
يعرف هذا الفرق بأنه: الفرق بين درجة حرارة الهواء الدخل على المبخر ودرجة حرارة الإشباع لوسيط التبريد المقابلة لضغطه في مخرج المبخر.
تأثير فرق درجة الحرارة في المبخر على رطوبة المكان المطلوب تبريده:
تتعلق جودة المنتجات المخزنة بدرجة الحرارة ودرجة الرطوبة . فمثلاً الانخفاض الكبير في درجة الحرارة يسبب جفاف المواد الغذائية. وكذلك ارتفاع الرطوبة تؤدي إلى نمو البكتريا والفطور، لذلك ينبغي اختيار فرق الحرارة كتابع لدرجة الرطوبة وذلك حسب طبيعة انتقال الحرارة بين المبخر والهواء، انخفاض فرق الحرارة تزداد الرطوبة النسبية والعكس صحيح.


في الحالات التي لا يكون لدرجة الرطوبة تأثير تؤخذ الحالات التالية بعين الاعتبار:

* مردود الجملة.
* اقتصادية التشغيل
* المكان المتوفر لتركيب المبخر.
* الكلفة الأولية.

أنواع المبخرات حسب طبيعة انتقال الحرارة

1-المبخرات ذات الحمل الطبيعي:


تستخدم في الحالات التي نرغب فيها أن تكون سرعة الهواء منخفضة لمنع الجفاف. وأكثر استعمالاتها في: البرادات المنزلية

* صناديق العرض المبردة.
* البرادات التي لا يمكن تناول ما بداخلها.
* مستودعات التبريد الكبيرة.

معدل تدويل الهواء يتبع فرق الحرارة حيث يزداد كلما كان الفرق كبير، ولقد تبين أن ملفات التبريد ذات الصف الواحد أو الصفين تعطي أفضل النتائج.

وفي بعض الحالات يتم تركيب عوارض مع المبخرات ذات الحمل الطبيعي لتحقيق تمرير جيد للهواء داخل الحيز المبرد.
2-المبخرات ذات الحمل القسري
يطلق اسم وحدات المبرد أو الملفات ذات المروحة على المبخرات ذات الحمل القسري، وتتألف من أنابيب أو ملفات ذات شفرات أو زعانف مركبة ضمن غلاف معدني ومزودة بمروحة واحدة أو أكثر لتامين جولان الهواء وتدويره.


إن سرعة التبريد لأي مبخر تتعلق بكمية الحرارة التي تجتازه، وتحسب غزارة الهواء المطلوبة من أجل سعة معينة للمبخر كتابع لـ:

* نسبة الحرارة المحسوبة.

الهبوط في درجة الحرارة.التبريد المباشر والتبريد غير المباشر:

في نظام التبريد المباشر يكون مبخر مجموعة التبريد في تلامس مباشر مع الحيز المطلوب تبريده أو المادة المطلوب تبريدها أو يكون المبخر موضوعاً في مجاري الهواء المتصلة بالأمكنة المطلوب تبريدها.
أما في النظام غير المباشر يستعمل وسيط تبريد ثانوي مثل الماء او الماء الملحي أو سائل آخر مناسب.
يساق السائل بواسطة المضخات ضمن أنابيب مناسبة، إلى المكان المنتج المطلوب تبريده ويعود الماء بعد أن يكون قد سخن نتيجة امتصاص الحرارة بعد إجراء عملية التبريد المطلوبة إلى المبرد ثانية لخفض درجة الحرارة.
يستعمل نظام التبريد غير المباشر في الحالات التالية:
1. عندما يكون المكان أو المنتج المطلوب تبريده واقعاً على مسافة بعيدة من مجموعة التبريد.


في هذه الحالة التبريد المباشر يكون غالي الكلفة نتيجة الضياعات في ضغط وسيط التبريد لإيصاله عن طريق الأنابيب.

* عند احتمال تسرب غاز الوسيط أو الزيت من الأنابيب التي تسبب تلوث أو تلف المواد المخزنة.

3. في استخدامات التبريد الصناعية حيث يصعب إحكام إغلاق تسب الغاز.

4. في الحالات التي تحتاج إلى إجراء التبريد أو التسخين.
المبخرات المستعملة كمبرد:
تصنف المبخرات المستعملة كمبرد حسب وجهة الاستعمال وأهم أنواعها:
1. المبرد ذو الأنابيب المزدوجة
يتألف من أنبوبين وكبين الواحد ضمن الآخر ويناسب الماء العادي، عند إذابة الملح في الماء فإن درجة تجمدة تقل إلى حد معين ثم ترتفع بدلاً من الانخفاض، وهذا التركيز يسمى التركيز الحرج.
إن عوامل النقال الحرارة لهذه المبردات يتراوح بين . وهي تشغل حيزاً كبيراً، ويوجد صعوبات في صفها وإحكامها وهي قليلة الاستعمال.
2. المبردات على شكل طراز وبوديلوت
يتألف المبرد من سلسلة من الأنابيب أفقية موصولة على التوالي فوق بعضها لتشكل دورة وسيط التبريد، يمر سائل التبريد ضمن الأنبوب ويمر السائل المطلوب تبريده على شكل غشاء رقيق فوق سطح الأنبوب ومن الأعلى إلى الأسفل تحت تأثير الثقالة حيث يتم تجميعه في حوض مفتوح.
هذه المبردات كثيرة الاستعمال تستخدم لتبريد الحليب وأنواع العصير والمياه المعدنية.
3. المبردات على شكل خزان
يحتوي هذا المبرد على ملف من الأنابيب العادية لسائل وسيط التبريد مركب في منتصف أو أعلى صهريج أو خزان مصنوع من الفولاذي يحتوي السائل المطلوب تبريده وتقوم مروحة بتحريك السائل وإمراره على ملف التبريد بسرعة لزيادة معدل انتقال الحرارة بين السائل والسطح الخارجي لملف التبريد.
4. المبردات ذات الغلاف الأسطواني والملف
يتألف من غلاف أسطواني من صفيح فولاذي يغمر بداخله ملف المبخر وهو على شكل حلزوني من الأنابيب العارية التي تحتوي على سائل وسيط التبريد التبخير وفي بعض الحالات يمكن أن يمرر السائل المطلوب تبريده داخل الملف ويكون سائل وسيط التبريد حوله.
5. المبردات ذات الغلاف وحزمة الأنابيب
هو أكثر الأنواع استعمالاً ويتطلب هذا النوع أصغر مساحة وأقل ارتفاع بين كافة البرادات وهي سهلة الصنع والصيانة لذلك شاع استعمالها لغايات تبريد الماء والمحاليل الملحية والسكرية.
يتألف من غلاف أسطواني فولاذي يحتوي بداخله على عدد كبير من الأنابيب المستقيمة الأفقية مثبت في نهاياتها بصفيحتين من الأنابيب مجمعين للدخول والخروج.
تتراوح أقطار الغلاف بين . وأقطار الأنابيب . أما الطول يتراوح بين وتكون الأنابيب الداخلية نحاسية إلا عندما يكون المبرد مصمم للعمل على الأمونياك فإنها تكون فولاذية.
نستعمل المبردات ذات التمدد الجاف من أجل استطاعات التبريد الصغيرة والمتوسطة . وتكون الأنابيب في هذه الحالة ذات زعانف داخلية طولا نية.
ومن أجل الاستطاعات الكبيرة تستعمل المبردات المطفحة وتكون الأنابيب في هذا النوع ذات زعانف خارجية.
الوحدات طراز الرش بالماء الملحي
يمكن تمرير الماء الملحي مباشرةً حول المنتج المطلوب تبريده أو عبر الوعاء المبرد كما أنه يمكن استخدام الماء الملحي فوق مبخر التمديد المباشر الموصول بآلة التبريد ويلامس الهواء المسحوب من قبل مروحة رذاذ الماء الملحي المتساقط، ويجمع الماء الملحي في الحوض أسفل الجهاز وتقوم مضخة بفتح الماء الملحي لنثره فوق ملف المبخر.

طرق إذابة الصقيع


عند مرور الهواء المحمل ببخار الماء حول ملفات المبخرات ذات درجات منخفضة يتشكل الصقيع على سطحها الخارجي , ويؤدي تراكم الصقيع على المبخرات إلى انخفاض معدل سحب الحرارة وبالتالي انخفاض فعالية جهاز التبريد,إذاً من الضروري إذابة هذا الصقيع بصورة متقطعة أو بصورة مستمرة.


إن طرق إذابة الصقيع عن المبخرات يمكن تصنيفها تبعاً للمصدر الحراري للإذابة إلى:


أولاً :إذابة الصقيع بصورة طبيعية


في هذه الطريقة يتم إيقاف عمل المبخر لفترة زمنية تكفي لرفع درجة الحرارة إلى أعلى من درجة حرارة انصهار الجليد, وتتغير هذه الفترة الزمنية من منشأة لأخرى نظراً لأن الحرارة اللازمة لإذابة الصقيع ستؤخذ من هواء المكان البارد.


ثانياً: إذابة الصقيع بإضافة الحرارة

تستخدم هذه الطريقة السخانات الكهربائية أو مائع سبق تسخينه ,وأهم طرق إذابة الصقيع بإضافة الحرارة هي:

* إذابة الصقيع برش الماء Water Spray Defrosting
* إذابة الصقيع كهربائياً Electric Defrosting
* إذابة الصقيع بالغاز الساخن Hot Gas Defrosting
* إذابة الصقيع باستخدام ملف إعادة تبخير

Reverse Porter Coil Defrosting

* إذابة الصقيع بالدورة المعكوسة Reverse Cycle Defrosting
* إذابة الصقيع باستخدام وعاء البخار Vapor Defrosting











الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو http://refrigeration0egypt.watanearaby.com
 
المبخرات
استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة 
صفحة 1 من اصل 1

صلاحيات هذا المنتدى:لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى
Refrigeration :: التبريد والتكييف :: الشرح العملي-
انتقل الى: