வெப்பப் பரிமாற்றி

கட்டற்ற கலைக்களஞ்சியமான விக்கிப்பீடியாவில் இருந்து.
தாவிச் செல்லவும்: வழிசெலுத்தல், தேடல்
குழல் வடிவ வெப்பப் பரிமாற்றி.

வெப்பப் பரிமாற்றி (Heat exchanger) என்பது ஒரு ஊடகத்தில் இருந்து மற்றொரு ஊடகத்திற்கு வெப்ப ஆற்றலைப் பரிமாற்றுவதற்காக உருவாக்கப்பட்ட சாதனம் ஆகும். அவ்வூடகங்கள் திடமான சுவற்றால் பிரிக்கப்பட்டு ஒன்றோடு ஒன்று எப்போதும் கலவாமல் இருக்கலாம். அல்லது அவை ஒன்றாகக் கலங்கும் வண்ணம் நேரடித் தொடர்பிலும் இருக்கலாம்.[1] வெப்பப் பரிமாற்றிகள் அறையைச் சூடாக்குதல், குளிர்ப்பதனப் பயன்பாடு, வெளி வெப்பச் சீர்மை, மின் உற்பத்தி நிலையங்கள், வேதித் தொழிற்சாலைகள், பெட்ரோலிய வேதி ஆலைகள், பாறைநெய் தூய்விப்பாலைகள் மற்றும் இயற்கை எரிவாயுச் செயல்பாடு ஆகியவற்றில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

வெப்பப் பரிமாற்றிக்கு ஒரு பரவலான எடுத்துக்காட்டு, காரில் உள்ள ரேடியேட்டர் ஆகும். கார் எந்திரத்தைக் குளிர வைக்கும் பாய்மம் அல்லது நீர் அதிக வெப்பநிலையில் இருந்து ரேடியேட்டரின் வழியாகப் பாயும் காற்றுக்கு வெப்பத்தை மாற்றுகிறது.

பொருளடக்கம்

பாய்வு அமைப்பு[தொகு]

எதிர்பாய்வு முறை (A) மற்றும் இணை பாய்வுகள் (B)

வெப்பப் பரிமாற்றிகளை அவற்றின் பாய்வு அமைப்பைப் பொறுத்து வகைப்படுத்தலாம். இணை-பாய்வு வெப்பப் பரிமாற்றிகளில், இரண்டு பாய்மங்களும் ஒரே முனையில் பரிமாற்றியினுள் நுழையும். மேலும் அடுத்தடுத்து ஒன்றுக்கொன்று இணையாக எதிர் முனைக்குச் செல்லும். எதிர்-பாய்வு வெப்பப் பரிமாற்றிகளில், பாய்மங்கள் எதிரெதிர் முனைகளில் இருந்து பரிமாற்றியினுள் நுழையும். இந்த எதிரோட்ட வடிவமைப்பு மிகவும் செயல்திறன் வாய்ந்தது. இதன் மூலம் பெருமளவு வெப்பத்தைச் சூடான ஊடகத்தில் இருந்து பரிமாற்றம் செய்யலாம். பார்க்க எதிர்பாய்வு முறைப் பரிமாற்றம். குறுக்கு-பாய்வு வெப்பப் பரிமாற்றியில், பாய்மங்கள் பரிமாற்றியினுள் ஒன்றிற்கொன்று செங்குத்தான திசையில் பயணிக்கும்.

வெப்பப் பரிமாற்றிகளின் செயல்திறனை அதிகரிக்க, இரண்டு பாய்மங்களுக்கு இடையில் இருக்கும் சுவற்றின் பரப்பளவு அதிகமாக இருக்கும்படியும், அதே சமயம் பரிமாற்றியின் மூலமாகப் பாய்மங்கள் செல்வதற்கான தடை குறையும் வண்ணமும் வடிவமைக்கப்படுகின்றன. ஒரு திசை அல்லது இரு திசைகளிலும் துடுப்புகள் அல்லது நெளிவுகள் ஏற்படுத்தி அவற்றின் மூலம் பரப்பளவை அதிகரித்தும், பாய்வை வழிப்படுத்தியும், அல்லது துருவளைப் பாய்வைத் தூண்டியும் பரிமாற்றியின் செயல்பாட்டில் தாக்கத்தை உண்டாக்கலாம்.

இரண்டு பாய்மங்களுக்கு இடையிலே வெப்பப் பரிமாற்றத்திற்குத் தூண்டுதலாய் இருப்பது அவற்றின் வெப்பநிலை வேறுபாடே. ஒவ்வொரு நிலையிலும் அந்த வெப்பநிலை வேறுபாடு வேறு வேறாக இருக்கும். ஆனால் மொத்தத்தில் ஒரு சராசரி வெப்பநிலை வேறுபாட்டை வரையறுக்க முடியும். பெரும்பாலான எளிமையான அமைப்புகளில், இது லாக் சராசரி வெப்பநிலை வேறுபாடு (LMTD) எனப்படுகிறது. சில நேரங்களில் LMTD நேரடியாகக் கிடைப்பதில்லை, அதனால் NTU முறை பயன்படுத்தப்படுகிறது.

வெப்பப் பரிமாற்றிகளின் வகைகள்[தொகு]

கூடு மற்றும் குழாய் வெப்பப் பரிமாற்றி[தொகு]

கூடு மற்றும் குழாய் வெப்பப் பரிமாற்றி

கூடு மற்றும் குழாய் வெப்பப் பரிமாற்றிகள் தொடர் குழாய்களைக் கொண்டிருக்கின்றன. இந்தக் குழாய்களில் ஒரு தொகுப்பு திரவத்தைக் கொண்டிக்கும், அது வெப்பமாகவோ அல்லது குளிராகவோ இருக்க வேண்டும். இரண்டாவது திரவம் குழாய்களின் இடையே ஓடும், அதனால் இது வெப்பத்தை வழங்கக் கூடியதாகவோ அல்லது தேவைப்படும் வெப்பத்தை உட்கிரகிக்கக் கூடியதாகவோ இருக்கலாம். குழாய்களின் தொகுப்பு குழாய்க் கட்டு என அழைக்கப்படுகிறது, மேலும் அது எளிய, நீளவாக்கில் துடுப்பிடப்பட்ட மற்றும் பல போன்ற பல்வேறு வகை குழாய்களினால் உருவாக்கப்படலாம். கூடு மற்றும் குழாய் வெப்பப் பரிமாற்றிகள் வழக்கமாக உயர் அழுத்தப் பயன்பாடுகளில் (அழுத்தங்கள் 30 க்கும் அதிகமாக இருப்பவை மற்றும் வெப்பநிலைகள் 260 °C க்கும் அதிகமாக இருப்பவை) பயன்படுத்தப்படுகின்றன.[2] இது கூடு மற்றும் குழாய் வெப்பப் பரிமாற்றிகள் அவற்றின் வடிவம் காரணமாக திடமாக இருப்பதன் காரணமாக ஏற்படுவது ஆகும்.
கூடு மற்றும் குழாய் வெப்பப் பரிமாற்றிகளின் குழாய்களை வடிவமைக்கும் போது பல்வேறு வெப்ப வடிவமைப்புச் சிறப்புக் கூறுகள் கணக்கில் எடுத்துக் கொள்ளப்படுகின்றன. அவை பின்வருமாறு:

  • குழாய் விட்டம்: சிறிய குழாய் விட்டத்தைப் பயன்படுத்துவது என்பது வெப்பப் பரிமாற்றியை சிக்கனமானதாகவும் அளவில் சிறியதாகவும் ஆக்குகிறது. எனினும், இது துரிதமாக முறையற்ற வெப்பப் பரிமாற்றிக்கான அதிகபட்ச சாத்தியம் கொண்டதாக இருக்கிறது, மேலும் சிறிய அளவு முறையற்ற சிக்கலின் இயந்திரமுறை தூய்மைப்படுத்தலை உருவாக்குகிறது. முறையற்றது மற்றும் தூய்மை செய்தல் சிக்கல்கள் மீது இணங்கச் செய்வதற்கு, நீண்ட குழாய் விட்டங்கள் பயன்படுத்தலாம். ஆகையால் குழாய் விட்டம், கிடைக்கும் இடம், விலை மற்றும் திரவங்களின் முறையற்றதாகும் இயல்பு ஆகியவற்றை தீர்மானிக்க வேண்டும்.
  • குழாய் தடிமன்: குழாய்களின் சுவரின் தடிமன் பொதுவாக பின்வருவனவற்றை உறுதியளிப்பதற்கு வரையறுக்கப்படுகிறது:
    • அறித்தலுக்கு போதுமான இடம் அளிக்கப்பட்டிருக்க வேண்டும்
    • அந்தப் பாய்வு-தூண்டல் அதிர்வுத் தடுப்பாற்றலைக் கொண்டிருக்கிறது
    • அச்சு வலிமை
    • உதிரிபாகங்களின் கிடைக்கும் தன்மை
    • வளைய வலிமை (உட்புறக் குழாய் அழுத்தத்தைத் தாங்கி நிற்பதற்கு)
    • நெளிதல் வலிமை (ஓட்டில் அதிகப்படியான அழுத்தத்தைத் தாங்குவதற்கு)
  • குழாய் நீளம்: வெப்பப் பரிமாற்றிகள் பொதுவாக சிறிய ஒடு விட்டம் மற்றும் நீண்ட குழாய் நீளத்தைக் கொண்டிருக்கும் போது சிக்கனமானதாக இருக்கும். ஆகையால், வழக்கமாக அதிக பட்ச இருப்பு சார்ந்த சாத்தியமுள்ளவரை அதே சமயம் உற்பத்தித் திறன்களில் வரம்பு மீறாத வகையில் வெப்பப் பரிமாற்றியை உருவாக்குவது நோக்கமாக இருக்கும். எனினும், இதில் கிடைக்கும் இடத்தில் எங்கு பயன்படுத்தப்பட வேண்டும் மற்றும் அந்த இடத்தில் தேவையான நீளத்தை விட இரண்டு மடங்கு இடவசதி (அப்போதுதான் குழாய்களை கழட்டவோ மாட்டவோ முடியும்) இருக்கிறதா ஆகியவை உறுதிசெய்துகொள்ளுதல் உள்ளிட்ட பல வரம்புகள் இருக்கின்றன. மேலும், நீண்ட தடித்த குழாய்களை வெளியே எடுப்பது மற்றும் மாற்றம் செய்வது மிகவும் சிக்கலானதாக இருக்கும் என்பதையும் நினைவில் கொள்ள வேண்டும்.
  • குழாய் இடைத்தொலைவு: குழாய்களை வடிவமைக்கும் போது, நடைமுறையில் குழாய் இடைத்தொலைவு (அதாவது அடுத்துள்ள குழாய்களின் மையம்-மையத் தொலைவு), குழாய்களின் வெளிப்புற விட்டத்தைக் காட்டிலும் 1.25 க்கும் குறைவாக இல்லாமல் இருப்பதற்கு உறுதி அளிக்கும் வகையில் இருக்க வேண்டும். பெரிய குழாய் இடைத்தொலைவு பெரிய ஒட்டுமொத்த கூடு விட்டத்திற்கு வழிவகுத்துவிடுகிறது, அது மிகவும் விலை உயர்ந்த வெப்பப் பரிமாற்றிக்கு ஏதுவாக்கிவிடும்.
  • குழாய் நெளிவு: இந்த வகைக் குழாய்கள், முக்கியமாக உட்புற குழாய்களுக்காக திரவங்களின் கொந்தளிப்பை அதிகரிப்பதற்காகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, மேலும் சிறந்த செயல்பாட்டைக் கொடுக்கும் வெப்பப் பரிமாற்றத்தின் விளைவு மிகவும் முக்கியமானதாகும்.
  • குழாய்த் திட்டப்படம்: இது எவ்வாறு குழாய்கள் கூடுகளினுள் வைக்கப்படுகின்றன என்பதைக் குறிப்பிடுகிறது. இதில் நான்கு முக்கிய வகைத் திட்டப் படங்கள் இருக்கின்றன, அவை முக்கோணம் (30°), சுழற்சி முக்கோணம் (60°), சதுரம் (90°) மற்றும் சுழல் சதுரம் (45°). முக்கோண உருப்படிமங்கள் குழாய் அமைப்பைச் சுற்றி மிகவும் கொந்தளிப்பான முறையில் திரவம் பாய்வதற்கு துரிதப்படுத்துவதன் மூலமாக அதிகளவு வெப்பப் பரிமாற்றத்தைக் கொடுக்கக் கூடியவையாக இருக்கின்றன. சதுர உருப்படிமங்கள் அதிகளவு கறைபடிதல் ஏற்படும் இடங்கள் மற்றும் தூய்மைப்படுத்தல் மிகவும் வழக்கமாக நடைபெறும் இடங்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
  • தடுப்பு வடிவமைப்பு: தடுப்புகள், குழாய்க் கட்டினைச் சுற்றிய நேரடி திரவத்துக்கான கூடு மற்றும் குழாய் வெப்பப் பரிமாற்றிகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அவை ஓட்டுக்குச் செங்குத்தாக இயங்குகின்றன, மேலும் கட்டினை வைத்திருக்கின்றன, அவை நீண்ட நீளத்தின் மீது தொய்வுறலில் இருந்து குழாய்களைக் காக்கின்றன. அவை குழாய்களை அதிர்வுகளில் இருந்தும் காக்கலாம். மிகவும் பொதுவான வகைத் தடுப்பு என்பது கூறுபடுத்தல் தடுப்பாக இருக்கிறது. அரைச்சுற்றுக் கூறுத் தடுப்புகள், குழாய் கட்டுகளுக்கு இடையில் மேல்நோக்கி மற்றும் கீழ்நோக்கித் திரவம் பாய்வதற்கு அண்மையில் உள்ள தடுப்புகளை துரிதப்படுத்துவதற்கு 180 கோணங்கள் சார்ந்ததாக இருக்கின்றன. கூடு மற்றும் குழாய் வெப்பப் பரிமாற்றிகள் வடிவமைப்பின் போது, தடுப்பு இடைவெளி பெரும் வெப்ப இயக்க இன்றியமையாததாக இருக்கின்றன. தடுப்புகள் அழுத்த இழப்பு மற்றும் வெப்பப் பரிமாற்றத்தின் நிலைமாற்றத்தினையும் கருத்தில் கொண்டு இடமளிக்கப்பட வேண்டும். வெப்பச் சிக்கன உகப்புப்பாட்டுக்காக, தடுப்புகள் கூடுகளின் உட்புற விட்டத்தின் 20% வரை நெருங்கியதாக இல்லாமல் இடமளிக்கப்பட்டிருப்பதற்கு பரிந்துரைக்கப்படுகிறது. அவ்வாறு மிகவும் நெருக்கமாகத் தடுப்புகளுக்கு இடமளிக்கப்பட்டிருப்பதன் காரணமாக பாய்வு மறுதிசை ஏற்படுவதன் காரணமாக அதிகளவு அழுத்த இழப்பு ஏற்படும். அதனைத் தொடர்ந்து, தடுப்புகள் இடைவெளிகள் வழிவகைக்குப் புறம்பாக நீண்ட தூரத்தில் இருந்தால், தடுப்புகளுக்கு இடையில் உள்ள முனைகளில் குளிர்ச்சியான பகுதிகள் இருக்கலாம். தடுப்புகள், குழாய் தளர்ச்சி அடையாத வகையில் போதுமான அளவிற்கு நெருக்கமான இருப்பதற்கு உறுதியளிக்கும் வகையில் இருக்கிறதா என்பதைக் கவனிப்பதும் முக்கியமானதாக இருக்கிறது. மற்றொரு முக்கிய வகை தடுப்பு, வட்டு மற்றும் நங்கூரவடிவத் தடுப்பு ஆகும், அது இரண்டு பொதுமையத் தடுப்புகளைக் கொண்டிருக்கிறது, வெளிப்புற அகலமான தடுப்பு நங்கூரம் போன்ற வடிவத்தில் இருக்கிறது, அதே சமயம் உட்புறத் தடுப்பு வட்டு போன்ற வடிவத்தைக் கொண்டிருக்கிறது. இந்த வகைத் தடுப்பு, வட்டின் அனைத்து பக்கங்களையும் சுற்றி திரவம் கடப்பதற்கு துரிதப்படுத்துகிறது, பின்னர் நங்கூரவடிவத் தடுப்பு மூலமாக மாறுபட்ட வகை திரவப் பாய்வு உருவாக்கப்படுகிறது.
தகடு மற்றும் சட்ட வெப்பப் பரிமாற்றியின் விளக்கப்படம்.
ஒற்றைத் தகடு வெப்பப் பரிமாற்றி

தகடு வெப்பப் பரிமாற்றி[தொகு]

மற்றொரு வகை வெப்பப் பரிமாற்றி தகடு வெப்பப் பரிமாற்றி ஆகும். பல, சன்னமான, ஓரளவு பிரிக்கப்பட்ட தகடுகளைக் கொண்டு ஒரு பரிமாற்றி உருவாக்கப்படுகிறது, அது வெப்பத்தைப் பரிமாற்றுவதற்காக மிகவும் அதிகமான புறப்பரப்புப் பகுதிகள் மற்றும் திரவ பாய்வு வழிகளைக் கொண்டிருக்கிறது. கூடு மற்றும் குழாய் வெப்பப் பரிமாற்றியைக் காட்டிலும் இடம் கொடுப்பதில் இந்த அடுக்குத் தகட்டு ஏற்பாடு மிகவும் திறன் வாய்ந்ததாக இருக்கலாம். இணைப்பிறுக்கி மற்றும் பற்ற வைத்தல் தொழில்நுட்பத்தின் மேம்பாடுகள் தகடு வகை வெப்பப் பரிமாற்றியை நடைமுறைக்கு ஏற்றவாறு உருவாக்கி இருக்கின்றன. HVAC பயன்பாடுகளில், இந்த வகையில் பெரிய வெப்பப் பரிமாற்றிகள் தகடு மற்றும் சட்டம் என அழைக்கப்படுகின்றன; திறந்த கண்ணிகளில் பயன்படுத்தும் போது, இந்த வெப்பப் பரிமாற்றிகள் பொதுவாக குறிப்பிட்ட காலத்தில் பிரித்தெடுத்தல், தூய்மை செய்தல் மற்றும் சோதனை செய்தல் ஆகியவற்றை அனுமதிப்பதற்காக இணைப்பிறுக்கி வகையாக இருக்கும். அமிழ்த்துப் பற்றவைக்கப்பட்ட மற்றும் வெற்றிட பற்றவைக்கப்பட்ட தகடு வகைகள் போன்ற பல நிரந்தரமாகப் பிணைக்கப்பட்ட தகட்டு வெப்பப் பரிமாற்றிகள் இருக்கின்றன, மேலும் அவை குளிர்பதனம் செய்தல் போன்ற மூடிய கண்ணிப் பயன்பாடுகளுக்காக பொதுவாக குறிப்பிடப்படுகின்றன. தகட்டு வெப்பப் பரிமாற்றிகள் அவை பயன்படுத்தும் தகடுகளின் வகைகளினாலும் மற்றும் அவற்றின் தகடுகளின் அமைவடிவங்களினாலும் வேறுபடலாம். சில தகடுகள் "செவ்ரான்" அல்லது மற்ற அமைப்புகளுடன் முத்திரையிடப்பட்டிருக்கலாம், அதில் மற்றவைகள் இயந்திரத் துடுப்புகள் மற்றும்/அல்லது வரிப்பள்ளங்களைக் கொண்டிருக்கலாம்.

மீளாக்க வெப்பப் பரிமாற்றி[தொகு]

மூன்றாவது வகை வெப்பப் பரிமாற்றி மீளாக்க வெப்பப் பரிமாற்றி ஆகும். இதில், செயல்பாட்டில் இருந்து வெப்பம் (வெப்ப ஊடகம்) செயல்பாட்டில் பயன்படுத்தப்படும் திரவங்களைச் சூடாக்குவதற்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் அதே வகைத் திரவம் வெப்பப் பரிமாற்றியின் இரண்டு பக்கங்களிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது (இந்த வெப்பப் பரிமாற்றிகள் தகடு மற்றும் சட்டமாகவோ அல்லது கூடு மற்றும் குழாயினால் உருவாக்கப்பட்டதாகவோ இருக்கலாம்). இந்தப் பரிமாற்றிகள் வாயுக்களுக்கு மட்டுமே பயன்படுத்தப்படுகின்றன, திரவங்களுக்குப் பயன்படுத்தப்படுவதில்லை. இதன் முக்கிய காரணி வெப்பப் பரிமாற்றத் தளத்தின் வெப்பத் திறன் ஆகும். மேலும் காண்க: முரணோட்ட முறைப் பரிமாற்றம், ரிஜெனரேட்டர், ஊட்டு நீர் முன் சூடாக்கி

வெப்பமாறா சக்கர வெப்பப் பரிமாற்றி[தொகு]

நான்காவது வகை வெப்பப் பரிமாற்றி இடைநிலைத் திரவம் அல்லது வெப்பத்தை வைப்பதற்கான திடமான அறையைப் பயன்படுத்துகிறது, அது பின்னர் வெளியிடுவதற்காக வெப்பப் பரிமாற்றியின் மற்றொரு பக்கத்திற்கு நகர்த்தப்படுகிறது. சூடான மற்றும் குளிர்ந்த திரவங்களின் மூலமாக நயமான இழைகளின் சுழற்சியுடன் கூடிய பெரிய சக்கரங்களைக் கொண்டிருக்கும் வெப்பமாறா சக்கரங்கள் மற்றும் திரவ வெப்பப் பரிமாற்றிகள் ஆகிய இரண்டும் இதற்கு எடுத்துக்காட்டுகள் ஆகும்.

தகட்டுத் துடுப்பு வெப்பப் பரிமாற்றி[தொகு]

இந்த வகை வெப்பப் பரிமாற்றி அலகின் செயல்திறனை அதிகரிப்பதற்காக துடுப்புகளைக் கொண்டிருக்கும் "இடையீட்டு" வழிகளைப் பயன்படுத்துகின்றன. நேரான துடுப்புகள், குத்தளவுத் துடுப்புகாள் மற்றும் அலையுருவான துடுப்புகள் போன்ற பல்வேறு துடுப்பு அமைவடிவங்களுடன் குறுக்குப் பாய்வு மற்றும் பரிமாற்றகப் பாய்வு இணைந்தது உள்ளிட்ட வடிவமைப்புகள் இருக்கின்றன.

தகடு மற்றும் துடுப்பு வெப்பப் பரிமாற்றிகள் பொதுவாக அதிகளவு வெப்பப் பரிமாற்றச் செயல்திறனை வழங்கும் அலுமினியக் கலப்புலோகத்தால் உருவாக்கப்படுகின்றன. இந்த உலோகமானது அமைப்பை குறைவான வெப்பநிலையில் இயக்க முடிவதற்கும் மற்றும் உபகரணத்தின் எடை குறைவாக இருப்பதற்கும் அனுமதிக்கிறது. தகடு மற்றும் துடுப்பு வெப்பப் பரிமாற்றிகள் பெரும்பாலும் இயற்கை எரிவாயு, ஈலியம் மற்றும் ஆக்சிஜன் நீர்மமாக்கல் ஆலைகள், காற்றுப் பிரித்தல் ஆலைகள் மற்றும் மோட்டார் மற்றும் ஆகாய விமான இன்ஜின்கள் போன்ற போக்குவரத்துத் துறைகள் ஆகியன போன்ற குறைவான வெப்பநிலை உள்ள சேவைகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

தகடு மற்றும் துடுப்பு வெப்பப் பரிமாற்றிகளின் நன்மைகள் பின்வருமாறு:

  • உயர் வெப்பப் பரிமாற்றச் செயல்திறன், குறிப்பாக வாயு நடைமுறையில்
  • பெருமளவு வெப்பப் பரிமாற்றப் பகுதி
  • கூடு மற்றும் குழாய் வெப்பப் பரிமாற்றியைக் காட்டிலும் தோராயமாக 5 முறைகள் எடையில் குறைவானதாக இருக்கிறது
  • உயர் அழுத்தத்தில் தாங்கும் திறன்

தகடு மற்றும் துடுப்பு வெப்பப் பரிமாற்றிகளின் குறைபாடுகள்:

  • வழித்தடங்கள் மிகவும் செங்குத்தாக இருப்பதனால் அடைப்புகள் ஏற்படலாம்
  • வழித்தடங்களைத் தூய்மைப்படுத்துவது சிக்கலானதாகும்

திரவ வெப்பப் பரிமாற்றிகள்[தொகு]

இது திரவத்தின் (பொதுவாக நீர்) பொழிவு மூலமாக வாயுவானது மேல்நோக்கிக் கடக்கும் படி இருக்கும் வெப்பப் பரிமாற்றி ஆகும், மேலும் திரவமானது பின்னர் குளிர்ச்சியடைவதற்கு முன்னர் வேறு எங்கேனும் எடுத்துச் செல்லப்படுகிறது. இது பொதுவாக வாயுக்களைக் குளிர்ச்சியூட்டவும் சில தூய்மையற்ற தனமைகளை நீக்குவதற்கும் பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஆகையால் ஒரே நேரத்தில் இரண்டு பிரச்சினைகளுக்கும் இது தீர்வாக அமைகிறது. இது பரவலாக எஸ்பிரெஸோ இயந்திரங்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, அதில் எஸ்பிரெசோவின் பிரித்தெடுத்தலில் பயன்படுத்துவதற்கான மிகவும் சூடாக்கப்பட்ட நீரை குளிர்விப்பதற்கான ஆற்றல் சேமிப்பு முறையாக இது பயன்படுத்தப்படுகிறது.

விரய வெப்ப மீட்சி அலகுகள்[தொகு]

(வேஸ்ட் ஹீட் ரெகவரி யூனிட்ஸ்) விரய வெப்ப மீட்சி அலகுகள் (WHRU) என்பது பொதுவாக நீர் அல்லது எண்ணெய்கள் போன்ற இயங்கும் ஊடகத்துக்கு பரிமாற்றப்படும் சமயத்தில் வெப்பமான வாயு ஸ்ட்ரீமில் இருந்து வெப்பத்தை மீட்ப்பதற்கான வெப்பப் பரிமாற்றி ஆகும். வெப்பமான வாயு ஸ்ட்ரீம் ஆனது வாயு விசைச்சுழலி அல்லது டீசன் இன்ஜினில் இருந்து வெளிப்படுத்தப்படும் வாயு அல்லது தொழிற்சாலை அல்லது சுத்திகரிப்பு ஆலைகளில் இருந்து விரயமாகும் வாயுவாக இருக்கலாம்.

இயக்க ஆற்றல் தள்ளப்பட்ட புறப்பரப்பு வெப்பப் பரிமாற்றி[தொகு]

மற்றொரு வகை வெப்பப் பரிமாற்றி "(இயக்க ஆற்றல்) தள்ளப்பட்ட புறப்பரப்பு வெப்பப் பரிமாற்றி" என அழைக்கப்படுகிறது. இது முக்கியமாக அதிக-பாகுநிலைப் பொருட்கள், படிகமாக்கல் செயல்பாடுகள், நீராவியாகுதல் மற்றும் அதிக-கறைபடியும் பயன்பாடுகள் ஆகியவற்றுடன் சூடாக்க அல்லது குளிர்விக்கப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. தொடர்ந்து புறப்பரப்புத் தள்ளப்படுவதால் இவை நீண்டகாலம் இயங்கும் நிலையை அடைகின்றன, ஆகையால் செயல்பாட்டின் போது கறைபடிதல் தவிர்க்கப்படுகிறது மற்றும் உறுதிவாய்ந்த வெப்பப் பரிமாற்ற விகிதத்தையும் அடைய முடிகிறது.

இதில் பயன்படுத்தப்படும் சூத்திரம் Q=A*U*LMTD ஆகும், இதில் Q= வெப்பப் பரிமாற்ற விகிதம்.

பிரிவு மாற்ற வெப்பப் பரிமாற்றிகள்[தொகு]

தொழிலக காய்ச்சி வடித்தல் கோபுரங்களின் பயன்படுத்தப்படும் வழக்கமான கெண்டி மறு கொதிகலன்
வழக்கமான குளிரூட்டப்பட்ட நீர் புறப்பரப்பு மின்தேக்கி

ஒற்றைப் பிரிவில் திரவங்களை சூடாக்குதல் அல்லது குளிர்வித்தலில் கூடுதலாக, வெப்பப் பரிமாற்றிகள் திரவம் ஆவியாவதற்காக (அல்லது கொதிப்பதற்காக) சூடாக்கப்படலாம் அல்லது திரவத்துக்கு நீராவி மற்றும் உறைய வைப்பதற்கான தேக்கிகளாக பயன்படுத்தப்படலாம். இரசாயன ஆலைகள் மற்றும் சுத்திகரிப்பு ஆலைகள், மறு கொதிகலன்கள் ஆகியவற்றில் காய்ச்சிவடித்தல் கோபுரங்களுக்கான வெப்ப உள்நுழைவுக்கு பொதுவாக வெப்பப் பரிமாற்றிகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.[3][4]

காய்ச்சிவடித்தல் அமைப்புகள் பொதுவாகக் காய்ச்சி வடித்த நீராவிகள் திரவத்திற்குத் திரும்புவதற்கு தேக்கிகளைப் பயன்படுத்துகின்றன.

ஸ்டீம்-இயக்கப்படும் விசைக்சுழலிகளைக் கொண்டிருக்கும் மின் உற்பத்தி நிலையங்களில் பொதுவாக ஸ்டீமினுள் நீரைக் கொதிக்க வைப்பதற்காக வெப்பப் பரிமாற்றிகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. வெப்பப் பரிமாற்றிகள் அல்லது நீரிலிருந்து ஸ்டீம் உருவாக்குவதற்கான அதுபோன்ற அலகுகள் கொதிகலன்கள் அல்லது ஸ்டீம் உருவாக்கிகள் என அழைக்கப்படுகின்றன.

அழுத்த நீர் உலைகள் என அழைக்கப்படும் அணுமின் உற்பத்தி நிலையங்களில், சிறப்புப் பெரிய வெப்பப் பரிமாற்றிகள், வெப்பத்தை முதன்மை (அணு உலை) அமைப்பில் இருந்து இரண்டாம்நிலை (ஸ்டீம் உலை) அமைப்புக்குக் கடத்துகின்றன, நீரில் இருந்து ஸ்டீம் உருவாக்கப்படும் செயல்பாடுகள் ஸ்டீம் உருவாக்கிகள் என அழைக்கப்படுகின்றன. அனைத்து தொல்படிவ எரிபொருட்கள் மற்றும் ஸ்டீம் இயக்கப்ப்டும் விசைச்சுழலிகள் பயன்படுத்தும் அணுமின் உலைகள் மறு பயன்பாட்டிற்காக வெளிப்படும் ஸ்டீமில் இருந்து செறிபொருளாக (நீர்) மாற்றுவதற்கான புறப்பரப்புத் தேக்கிகளை கொண்டிருக்கின்றன.[5][6]

இரசாயன மற்றும் மற்ற ஆலைகளில் ஆற்றல் மற்றும் குளிர்திறனைப் பேணிக்காப்பதற்கு, மீளாக்க வெப்பப் பரிமாற்றிகள் குளிர்ச்சியாக இருக்கும் ஒரு ஸ்ட்ரீமில் இருந்து காய்ச்சி வடித்த குளிர்வித்தல் மற்றும் முன் வெப்பமாக்கப்பட்ட மறு கொதிகலன் நுழைவு போன்ற வெப்பமாக இருக்கும் மற்றொரு ஸ்ட்ரீமுக்குப் பரிமாற்றம் செய்வதற்குப் பயன்படுத்தப்படலாம்.

இந்த வார்த்தை பிரிவு மாற்றங்களை அவற்றின் கட்டமைப்பில் கொண்டிருக்கும் பொருட்களுடன் கூடிய வெப்பப் பரிமாற்றிகளுக்கும் குறிப்பிடப்படலாம். இது பொதுவாக இந்த நிலைகளுக்கு இடையில் சிறிய கொள்ளளவு மாறுபாடுகளின் காரணமாக திடமான பிரிவில் இருந்து திரவப் பிரிவுக்கு மாற்றுகிறது. இந்த பிரிவு மாற்றம் தாங்கியாக வினைத்திறன் மிக்கதாக செயல்படுகிறது, ஏனெனில் இது நிலையான வெப்பநிலையில் ஏற்படுகிறது, ஆனால் தொடர்ந்து வெப்பப் பரிமாற்றி கூடுதல் வெப்பத்தை ஏற்பதற்கு அனுமதிக்கிறது. இதனை உயர் ஆற்றல் ஆகாய விமான மின்னணுவியலில் பயன்படுத்துவதற்கான ஆய்வு நடைபெறுவது இதற்கான ஒரு எடுத்துக்காட்டு ஆகும்.

நேரடித் தொடர்பு வெப்பப் பரிமாற்றிகள்[தொகு]

நேரடித் தொடர்பு வெப்பப் பரிமாற்றிகள் தனித்துப் பிரிக்கும் சுவர் இல்லாமல் இரண்டு பிரிவுகளின் வெப்ப மற்றும் குளிர் ஸ்ட்ரீம்களுக்கு இடையில் வெப்பத்தைப் பரிமாற்றம் செய்வது தொடர்புடையதாக இருக்கிறது.[7] ஆகையால் அதுபோன்ற வெப்பப் பரிமாற்றிகளை பின்வருமாறு வகைப்படுத்தலாம்:

  • வாயு – திரவம்
  • உடன்கலவா திரவம் – திரவம்
  • திட-திரவம் அல்லது திட – வாயு

பெரும்பாலான நேரடித் தொடர்பு வெப்பப் பரிமாற்றிகள் வாயு- திரவ வகையின் கீழ் வரும், அதில் வெப்பம் வாயு மற்றும் திரவத்துக்கு இடையில் துளிகள், படச்சுருள்கள் அல்லது தெளிப்புக்கள் ஆகிய வடிவங்களில் பரிமாற்றம் செய்யப்படுகின்றன. [2]

அது போன்ற வகை வெப்பப் பரிமாற்றிகள் வெளி வெப்பச் சீர்மை, ஈரப்பதமூட்டல், நீரைக் குளிர்வித்ஹல் மற்றும் ஒடுக்கு ஆலைகள் ஆகியவற்றில் தலையாயதாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.[8]

பிரிவுகள்[9] தொடர் பிரிவு உந்து விசை பிரிவு மாற்றம் எடுத்துக்காட்டுகள்
வாயு – திரவம் வாயு ஈர்ப்பு விசை இல்லை தெளிப்புப் பத்திகள், திணிமப் பத்திகள்
ஆம் குளிர்விப்பு கோபுரங்கள், விழும் திவலை ஆவியாக்கிகள்
கட்டாய இயக்கம் இல்லை தெளிப்புக் குளிர்விப்பான்கள்/குவெஞ்சர்கள்
திரவப் பாய்வு ஆம் தெளிப்புத் தேக்கிகள்/நீராவியாக்கல், ஜெட் தேக்கிகள்
திரவம் ஈர்ப்பு விசை இல்லை குமிழிப் பத்திகள், துளைத்தத் தட்ட பத்திகள்
ஆம் குமிழிப் பத்தித் தேக்கிகள்
கட்டாய இயக்கம் இல்லை வாயு ஸ்பார்கர்கள்
வாயுப் பாய்வு ஆம் நேரடித் தொடர்பு ஆவியாக்குதல்கள், அமிழ்த்தப்பட்ட எரித்தல்

HVAC காற்றுச் சுருள்கள்[தொகு]

வெப்பப் பரிமாற்றிகளின் பரவலானப் பயன்பாடுகளுள் ஒன்று கட்டடங்கள் மற்றும் வாகனங்களின் குளிர்ப் பதனம் செய்தல் ஆகும். இந்த வகுப்பு வெப்பப் பரிமாற்றிகள் அவற்றின் உட்புறக் குழாய் பொதுவாக நெளிந்திருப்பதன் காரணமாக பொதுவாக காற்றுச் சுருள்கள் அல்லது வெறுமே சுருள்கள் என அழைக்கப்படுகின்றன. திரவத்தில் இருந்து காற்று அல்லது காற்றில் இருந்து திரவ HVAC சுருள்கள் வழக்கமாக மாற்றம் செய்யப்பட்ட குறுக்குப்பாய்வு ஏற்பாடுகளைக் கொண்டிருக்கின்றன. வாகனங்களில், வெப்பச் சுருள்கள் பொதுவாக ஹீட்டர் கோர் என அழைக்கப்படுகின்றன.

இந்த வெப்பப் பரிமாற்றிகளின் திரவப் பக்கத்தில், நீர், நீர்-கிளைக்கோல் கரைசல், ஸ்டீம் அல்லது குளிர்பதனப் பொருள் ஆகியவைப் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் திரவங்கள் ஆகும். வெப்பச் சுருள்களில் , சூடான நீர் மற்றும் ஸ்டீம் ஆகியவை மிகவும் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, மேலும் இந்த சூடாக்கப்பட்ட திரவம் எடுத்துக்காட்டாக கொதிகலன்களில் இருந்து விநியோகிக்கப்படுகின்றன. குளிர்விப்புச் சுருள்களில் , குளிர்ந்த நீர் மற்றும் குளிப்பதனப் பொருள் ஆகியவை மிகவும் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுவதாகும். குளிர்ந்த நீர் மிகவும் தூரத்தில் வைக்கப்பட்டிருக்கும் குளிர்விப்பானில் இருந்து விநியோகிக்கப்படுகிறது, ஆனால் குளிப்பதனப் பொருள் அருகில் இருக்கும் தேக்கி அலகில் இருந்தே வரவழைக்கப்பட வேண்டும். குளிர்ப் பதனப் பொருள் பயன்படுத்தப்படும் போது, குளிர்விப்புச் சுருள் ஆவி அமுக்கக் குளிர்பதனச் சுழற்சியில் ஆவியாக்கியாக இருக்கிறது. குளிர்ப்பதனப் பொருள்களில் இந்த நேரடி விரிவாக்கங்கள் பயன்படுத்தப்படும் HVAC சுருள்கள் பொதுவாக DX சுருள்கள் என அழைக்கப்படுகின்றன.

காற்றுப் பக்க HVAC சுருள்களில், அவற்றை சூடாக்குதலுக்குப் பயன்படுத்துல் மற்றும் அவற்றை குளிர்விப்பதற்குப் பயன்படுத்துதல் ஆகியவற்றுக்கு இடையில் குறிப்பிடத்தக்க மாறுபாடுகள் இருக்கின்றன. சைக்ரோமெட்ரிக்சின் காரணமாக, உச்ச அளவு காற்றுப் பாய்வுகள் தவிர்த்து, குளிர்விக்கப்பட்ட காற்றானது பொதுவாக அதற்கு வெளியே ஈரப்பத உறைவைக் கொண்டிருக்கும். சிறிதளவு காற்றை சூடாக்குதல் நீரை வைத்திருப்பதற்காக காறுப்பாய்வின் திறனை அதிகரிக்கிறது. அதனால் வெப்பச் சுருள்களில் அவற்றின் காற்றுப்பக்கத்தில் அதன் ஈரப்பத உறைவு பற்றி கவனம் கொள்ளத் தேவையில்லை, ஆனால் குளிர்விப்புச் சுருள்கள் போதிய அளவில் வடிவமைக்கப்பட்டிருக்க வேண்டும் மற்றும் அவற்றின் குறிப்பிட்ட உள்ளுறை (ஈரப்பதம்) மற்றும் புலனறி (குளிர்விப்பு) சுமைகளைக் கையாளுவதற்குத் தேர்ந்தெடுக்கப்பட வேண்டும். நீக்கப்படும் நீரானது செறிபொருள் என அழைக்கப்படுகிறது.

பல தட்ப வெப்பநிலைகளில், நீர் அல்லது ஸ்டீம் HVAC சுருள்கள் உறை நிலைகளுக்கு வெளிப்படுத்தப்படலாம். உறைதலின் மீது நீரானது விரிவடைவதன் காரணமாக, இது குறிப்பிட்ட அளவில் விலை அதிகமானதாக மற்றும் சன்னாமான சுவரைக் கொண்ட வெப்பமாற்றிகளில் மாற்றம் செய்வதற்குச் சிரமமாக இருக்கலாம், இது வெறும் ஒரு உறைதலிலேயே எளிதாகப் பழுதாகலாம் அல்லது அழிந்துவிடலாம். அதே போன்று, சுருள்களின் உறைதல் பாதுகாப்பு HVAC வடிவமைப்பாளர்கள், நிறுவுபவர்கள் மற்றும் இயக்குபவர்கள் ஆகியவர்களுக்கு முக்கிய விசயமாக இருக்கிறது.

வெப்பப் பரிமாற்றத் துடுப்புகள் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட குளிர்வித்தலுடன் இடம்பெறும் பதித்தலின் அறிமுகம், நீர் மூலக்கூறுகளை குளிரான காற்றிலேயே வைத்திருப்பதற்கு அனுமதிக்கிறது. இந்தக் கண்டுபிடிப்பு குளிர்விப்பு இயந்திர அமைப்பில் பனிக்கட்டியாதல் இல்லாமல் குளிர்ப்பதனம் அடைவதற்கு அனுமதிக்கிறது.[10]

நேரடி எரிதல் உலைக்களங்களில் வெப்பப் பரிமாற்றிகள், பொதுவாக பல தேக்கிகளில் 'சுருள்களாக' இல்லாமல் இருக்கும். மாறாக, வாயுவில் இருந்து காற்று வெப்பப் பரிமாற்றிகளாக இருக்கும் அவை பொதுவாக முத்திரையிடப்பட்ட இரும்புத் தாள் உலோகத்தால் உருவாக்கப்பட்டதாக இருக்கும். இந்த வெப்பப் பரிமாற்றிகளின் ஒரு பக்கத்தில் எரியும் பொருட்கள் கடந்து செல்லும் மற்றும் மற்றொரு பக்கத்தில் காற்றானது சீர்படுத்தப்படும். விரிசலான வெப்பப் பரிமாற்றி யாக இருந்தால் அதன் காரணமாக அபாயகரமான சூழல் ஏற்படும், உடனடி கவனம் தேவை, ஏனெனில் அத்தையை சூழலில் எரியும் பொருட்கள் கட்டத்திற்குள் நுழைவதற்கான வாய்ப்புகள் அதிகமாக இருக்கின்றன.

சுருள் வெப்பப் பரிமாற்றிகள்[தொகு]

சுருள் வெப்பப் பரிமாற்றியின் உருவரைபடம்.

சுருள் வெப்பப் பரிமாற்றி (SHE), எழுச்சுருள் வடிவ (சுருளிடப்பட்ட) குழாய் அமைவடிவத்தில் குறிப்பிடப்படலாம்,[11] மிகவும் பொதுவாக, இந்த வார்த்தையானது பரிமாற்றக-பாய்வு ஏற்பாடுகளில் இரட்டை வழி வடிவத்துக்கு சுருளிடப்படும் இரண்டு தட்டையான புறப்பரப்புக்குக் குறிப்பிடப்படுகிறது.[12] இந்த இரண்டு வழிகள் ஒவ்வொன்றும் ஒரு நீண்ட வளைவான பாதையைக் கொண்டிருக்கும். இரண்டு திரவப் போர்ட்டுகள் சுருளின் வெளிப்புற அச்சுக்களில் தொடுநிலையாக இணைக்கப்பட்டிருக்கும், மேலும் அச்சுப் போர்ட்டுகள் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, ஆனால் இது விருப்பத்தேர்வாகும்.[13]

SHE இன் முக்கிய நன்மை அதில் மிகவும் செயல்திறன் மிக்க விதத்தில் இடத்தைப் பயன்படுத்த முடிவது ஆகும். இந்தப் பண்பு பொதுவாக செயல்பாடுகளில் மற்ற மேம்பாடுகளை அடைவதற்காக நெம்புதிறன் உடையதாக மற்றும் ஓரளவு மறுஒதுக்குதல் உடையதாக இருக்கிறது, இது வெப்பப் பரிமாற்றி வடிவமைப்பின் நன்கு அறியப்படும் பரிமாற்றத்தைச் சார்ந்தது. (இதில் குறிப்பிடத்தக்க பரிமாற்றம் மூலதனச் செலவும் இயக்கச் செலவும் ஆகும்.) கச்சிதமான SHE ஆனது சிறிய கால்தடத்தைக் கொண்டிருப்பதற்குப் பயன்படுத்தப்பட்டிருக்கலாம், மேலும் ஆகையால் குறைவான அனைத்து சுற்று மூலதனச் செலவுகள் அல்லது ஒரு அதிக அளவுள்ள SHE, குறைவான அழுத்த இழப்பு, குறைவான ஏற்றுதல் ஆற்றல், உயர் வெப்பச் செயல்திறன் மற்றும் குறைவான ஆற்றல் செலவுகள் ஆகியவற்றைக் கொண்டிருப்பதற்குப் பயன்படுத்தப்படலாம்.[12]

கட்டுமானம்[தொகு]

சுருள் வழிகளில் தாள்களுக்கு இடையில் உள்ள தொலைவு ஸ்பேசர் ஸ்டூட்ஸ் பயன்படுத்தி பராமரிக்கப்படுகின்றன, அவை உருட்டுதலுக்கு முன்னர் பற்றவைத்து இணைக்கப்படுகிறது. முக்கிய சுருள் தொகுப்பு உருட்டப்பட்டவுடன், மாற்று உச்சி மற்றும் கீழ் முனைகள் பற்றவைக்கப்படுகின்றன, மேலும் ஒவ்வொரு இணைப்பும் தட்டையான இணைப்பிறுக்கி மூலமாக மூடப்படுகிறது அல்லது உடலுக்கு கூம்பு மூடியிட்டு இறுக்கப்படுகிறது. இது இரண்டு திரவங்கள் கலந்துவிடாமல் இருப்பதற்கு உறுதியளிக்கிறது. கசிவு ஏற்பட்டால், அது சூழலுக்கு மூடியாக இருக்கும் வெளி எல்லையாக இருக்கும் அல்லது வழியானது அதே திரவத்தைக் கொண்டிருக்கும்.[14]

சுய தூய்மையடைதல்[தொகு]

SHEக்கள் பொதுவாக திடப்பொருட்களைக் கொண்டிருக்கும் திரவங்களை சூடுபடுத்துவதில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, மேலும் ஆகையால் அவை வெப்பப் பரிமாற்றியின் உட்புறக் கறைகளுக்கு வழித்தடங்களைக் கொண்டிருக்கின்றன. குறைவான அழுத்த இழப்பானது SHE க்கு எளிதாக கறைபடிதலைக் கையாளும் திறனை வழங்குகின்றன. SHE ஆனது “சுய தூய்மையடைதல்” இயந்திர அமைப்பைப் பயன்படுத்துகிறது, அதனால் கறைபடிந்த புறப்பரப்புகளின் காரணமாக திரவத் திசைவேகத்தில் பரவாநிலை அதிகரிப்பு ஏற்படும், ஆகையால் கறைபடிந்த புறப்பரப்பின் மீது இழுவிசை (அல்லது திரவ உராய்வு) அதிகரிக்கும், ஆகையால் அது அடைப்பு இடம்பெயர்வதற்கு உதவுகிறது, மேலும் வெப்பப் பரிமாற்றியைத் தூய்மையாக வைத்திருக்கிறது. "வெப்பப் பரிமாற்றப் புறப்பரப்பில் அமைக்கப்பட்டிருக்கும் உட்புறச் சுவர்கள் பொதுவாக ஓரளவுக்குத் தடித்ததாக இருக்கும், அவை SHE ஐ மிகவும் உறுதி வாய்ந்ததாக்கும், மேலும் தேவைப்படுகிற சூழல்களில் நீண்ட காலத்திற்கு நிலைத்திருக்கும் திறனை வழங்குகிறது."[15] அவற்றையும் கூட சூளையைப் போன்று எளிதாகத் திறந்து எளிதாகச் சுத்தப்படுத்திவிடலாம், அதில் கறைபடிவதால் ஏற்படும் அமைப்புகள் அழுத்தக் கழுவுதல் மூலமாக நீக்கப்படலாம்.

பாய்வு ஏற்பாடுகள்[தொகு]

உடனிகழ் மற்றும் முரணோட்ட முறைப் பாய்வு.

சுருள் வெப்பப் பரிமாற்றியில் பின்வரும் மூன்று முக்கிய பாய்வுகளின் வகைகள் இருக்கின்றன:

  1. முரணோட்ட முறைப் பாய்வு : இரண்டு திரவங்களும் எதிரெதிர் திசையில் பாயும், மேலும் இவை திரவ-திரவ, ஒடுக்கம் மற்றும் வாயு குளிர்வித்தல் பயன்பாடுகளுக்காகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அலகுகள் ஒடுக்க நீராவியின் போது பொதுவாக செங்குத்தாக ஏற்றப்படுகின்றன, மேலும் திடமானவைகளின் உயர் செறிவுகளைக் கையாளும் போது கிடைமட்டமாக ஏற்றப்படுகின்றன.
  2. சுருள் பாய்வு/குறுக்குப் பாய்வு: இதில் ஒரு திரவமானது சுருள் பாய்வில் இருக்கும், மற்றொரு திரவமானது குறுக்குப் பாய்வில் இருக்கும். சுருள் பாய்வு வழிகள் இந்த வகை சுருள் வெப்பப் பரிமாற்றிகளுக்காக ஒவ்வொரு பக்கத்திலும் பற்ற வைக்கப்பட்டிருக்கும். இந்த வகைப் பாய்வு குறை அடர்த்தி வாயுக்களைக் கையாளும் சூழல்களுக்கு ஏற்றதாக இருக்கிறது, அதில் அழுத்த இழப்பைத் தவிர்ப்பதற்காக குறுக்குப்பாய்வின் மூலமாக கடந்து செல்லச் செய்யப்படுகிறது. இது திரவ-திரவப் பயன்பாடுகளில் ஒரு திரவம் மற்றொரு திரவத்தைக் காட்டிலும் குறிப்பிட்டளவில் அதிகமான பாய்வு விகிதத்தைக் கொண்டிருந்தால் பயன்படுத்தப்படலாம்.
  3. விநியோகிக்கப்பட்ட நீராவி/சுருள் பாய்வு: இந்த வடிவமைப்பு ஒரு தேக்கி ஆகும், மேலும் இது பொதுவாக செங்குத்தாக ஏற்றமடையக் கூடியதாகும். இது செறிபொருள் மற்றும் செறியா பொருள் இரண்டின் உப-குளிர்வித்தலுக்கான நிறைவேற்றுதலுக்கு வடிவமைக்கப்பட்டிருக்கிறது. சுருள்களில் குளிர் பொருள் நகர்வுகள் மற்றும் உச்சியின் மூலமாக விடுவித்தல். கீழ் வெளியேற்றத்தின் மூலமாக செறிபொருளாக வெப்ப வாயுக்கள் விடுவித்தலுள் நுழையும்.

பயன்பாடுகள்[தொகு]

SHE ஆனது பாஸ்டியர் முறைப் பாதுகாப்பு, டைஜெஸ்டர் வெப்பமாதல், வெப்ப மீட்பு, முன்-வெப்பப்படுத்தல் (பார்க்க: ஈடு செய்தல்) மற்றும் தங்கு தடையின்றி குளிர்வித்தல் போன்ற பயன்பாடுகளுக்குச் சிறந்ததாக இருக்கிறது. கசடு சிகிச்சைக்கான, SHEக்கள் பொதுவாக மற்ற வகை வெப்பப் பரிமாற்றிகளைக் காட்டிலும் சிறியதாக இருக்கும். [மேற்கோள் தேவை]

தேர்ந்தெடுத்தல்[தொகு]

பல மாறிகள் தொடர்புபடுவதன் காரணமாக, உகந்த வெப்பப் பரிமாற்றிகளைத் தேர்ந்தெடுப்பது சவாலானதாக இருக்கிறது. கைக் கணக்கீடுகள் சாத்தியமுள்ளதாக இருக்கின்றன, ஆனால் பல மறு செய்கைகள் பொதுவாக தேவைப்படுகின்றன. அதே போன்று, வெப்பப் பரிமாற்றிகள் பொறியாளர்களாக இருக்கும் அமைப்பு வடிவமைப்பாளர்களாலோ அல்லது உபகரண வணிகர்களாலோ கணினி நிரல்களின் வழியாக மிகவும் பொதுவாகத் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகின்றன.

பொருத்தமான வெப்பப் பரிமாற்றிகளைத் தேர்ந்தெடுப்பதற்கு, அமைப்பு வடிவமைப்பாளர்கள் (அல்லது உபகரண வணிகர்கள்) முதலில் ஒவ்வொரு வெப்பப் பரிமாற்றி வகைக்கான வடிவமைப்பு வரம்புகளைக் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும். செலவு பொதுவாக முதல் அளவுகோளாக மதிப்பிடப்பட்ட போதும், பல்வேறு மற்ற முக்கியமான தேர்ந்தெடுப்பு அளவுகோள்கள் இருக்கின்றன, அவை பின்வருமாறு:

  • உயர்/ குறை அழுத்த வரம்புகள்
  • வெப்பச் செயல்பாடுகள்
  • வெப்பநிலை எல்லைகள்
  • பொருள் கலவை (திரவ/திரவ பார்ட்டிகுலேட்டுகள் அல்லது உயர்-திட திரவம்)
  • பரிமாற்றகள் முழுதும் அழுத்த இழப்புகள்
  • திரவப் பாய்வுத் திறன்
  • சுத்தம் செய்தல், பராமரித்தல் மற்றும் சரிசெய்தல்
  • உருவாக்கத்துக்குத் தேவையான பொருட்கள்
  • எதிர்கால விரிவாக்கத்துக்கான திறன் மற்றும் எளிமை

சரியான வெப்பப் பரிமாற்றியைத் (HX) தேர்ந்தெடுப்பதற்கு, மாறுபட்ட வெப்பப் பரிமாற்றி வகைகள் மற்றும் அந்த அலகு இயக்கப்படவேண்டிய சூழல் ஆகியவற்றைப் பற்றி அறிந்திருக்க வேண்டியது அவசியம். உற்பத்தித் துறையில் பொதுவாக, பல்வேறு மாறுபட்ட வகை வெப்பப் பரிமாற்றிகள் வெறும் ஒரு செயல்பாடாகவோ அல்லது இறுதிப் பொருளைத் தருவிப்பதற்கான அமைப்பாகவோ பயன்படுத்தப்படுகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, முன்-சூடாக்குதலுக்கான கெட்டில் HX, 'தூக்கு' திரவம் மற்றும் தகட்டுக்கான இரட்டைக் குழாய் HX மற்றும் இறுதிக் குளிர்வித்தலுக்கான சட்ட HX. வெப்பப் பரிமாற்றி வகைகள் மற்றும் செயல்பாட்டுத் தேவைகளைப் போதுமான அளவுக்கு அறிந்திருப்பதுடன், பொருத்தமான தேர்ந்தெடுப்பு செயல்பாட்டை உகந்ததாக்க உருவாக்கலாம்.[16]

நெறிபடுத்தல் மற்றும் பராமரித்தல்[தொகு]

தகடு மற்றும் குழாய் வெப்பப் பரிமாற்றியின் முழுமையான சோதனை, ஊடுகடத்தும் ஆற்றல் அல்லது ஹீலியம் வாயு முறைகள் மூலமாக தொடர்புடைய இடத்தில் சோதிக்கப்படலாம். இந்த முறைகள் குறுக்குத் தூய்மைக்கேடு மற்றும் இணைப்பிறுக்கிகளின் நிலை ஆகியவற்றைக் காப்பதற்குத் தகடுகள் அல்லது குழாய்களின் முழுமையை உறுதி செய்கின்றன.

வெப்பப் பரிமாற்றி குழாய்களின் நிலை நெறிபடுத்தல் எட்டி கரண்ட் சோதனை போன்ற அழிவிலாச் சோதனைகள் மூலமாக நடத்தப்படலாம்.

நீர் பாய்வு மற்றும் படிவுப் பொருள்களின் மெக்கானிக்குகள் பொதுவாக கணிக்கீட்டுத் திரவ இயக்கங்கள் அல்லது CFD மூலமாக உருவகப்படுத்துவார்கள். கறைபடிதல் சில வெப்பப் பரிமாற்றிகளில் திவிர பிரச்சினையாக இருக்கிறது. ஆற்று நீர் பொதுவாக குளிர் நீராகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, அதன் விளைவாக உயிரிய சிதைப் பொருட்கள் வெப்பப் பரிமாற்றி மற்றும் உருவாக்க அடுக்குகளில் நுழைகின்றன, இது வெப்பப் பரிமாற்றக் குணகத்தைக் குறைத்துவிடுகின்றன. மற்றொரு பொதுவான சிக்கல் அளவு ஆகும், அது கால்சியம் கார்பனேட் அல்லது மெக்னீசியம் கார்பனேட் போன்ற இரசாயனங்களின் படிந்திருக்கும் அடுக்குகளில் உருவாகின்றன.

கறைபடிதல்[தொகு]

மேக்ரோஃபவுலிங்குடன் கூடிய தூய்மையற்ற நீராவி ஆற்றல் நிலையத்தின் வெப்பப் பரிமாற்றி.

கறைபடிதல் வெப்பப் பரிமாற்றி மூலமாக திரவங்கள் செல்லும் போது மற்றும் குழாய்களின் புறப்பரப்பின் மீதான தூய்மையற்ற திரவக்கரைசலின் படிவினால் ஏற்படுகிறது. இந்தத் தூய்மையற்ற கரைசலின் படிதலுக்குப் பின்வருவன காரணமாக இருக்கலாம்:

  • வெப்பப் பரிமாற்றியை அடிக்கடிப் பயன்படுத்துதல்
  • வெப்பப் பரிமாற்றியை வழக்கமாகத் தூய்மைப்படுத்தாமல் இருத்தல்
  • வெப்பப் பரிமாற்றி மூலமாக திரவங்கள் நகர்தலின் திசைவேகம் குறைவாக இருத்தல்
  • வெப்பப் பரிமாற்றியின் அளவு பெரியதாய் இருத்தல்

கறைபடிதலின் விளைவுகள் வெப்பப் பரிமாற்றியின் வெப்பக் குழாய்களைக் காட்டிலும் குளிரான குழாய்களில் அதிகமாக இருக்கும். ஏனேனில் மாசுக்கள் குளிரான திரவத்தில் மிகவும் குறைவாகவே கரைவதற்கு சாத்தியங்கள் இருக்கின்றன. ஏனெனில், பெரும்பாலான பொருட்களில் வெப்பநிலை அதிகரிப்பதன் காரணமாக கரைதிறன் அதிகரிக்கும். குறிப்பிடத்தக்க விதிவிலக்காக கடின நீர் இருக்கிறது, இதில் மேற்கூறிய கூற்றுக்கு எதிர்ப்பதம் உண்மையாக இருக்கிறது.

கறைபடிதல் வெப்பம் பரிமாற்றப்பட வேண்டியதற்கான குறுக்குப் பிரிவு சார்ந்த பகுதியைக் குறைக்கிறது, மேலும் வெப்பப் பரிமாற்றிக்கிடையில் வெப்பத்தைப் பரிமாற்றுவதற்கான தடுப்பாற்றல் அதிகரிப்பதற்குக் காரணமாகிறது. இது கறைபடிதல் அடுக்கின் வெப்பக் கடத்துத்திறன் குறைவாக இருப்பதால் ஏற்படுகிறது. இது வெப்பப் பரிமாற்றியின் ஒட்டுமொத்த வெப்பப் பரிமாற்றக் குணகம் மற்றும் செயல்திறனைக் குறைக்கிறது. மாறாக இது, ஏற்றுதல் மற்றும் பராமரிப்புச் செலவுகளில் அதிகரிப்புக்குக் காரணமாகலாம்.

கறைபடிதல் கட்டுப்பாட்டுக்கான வழக்கமான அணுகுமுறை, காலமுறைப் பரிசோதனைக் கூடச் சோதனையுடன் உயிர்கொல்லிகள் மற்றும் அளவுக்கெதிரான இரசாயனத்தின் "அறியாத" பயன்பாட்டின் சேர்க்கையாக இருக்கிறது. இது பொதுவாக துரிதப்படுத்தல் அமைப்பு அரித்தல் மற்றும் நஞ்சுக் கழிவு அதிகரித்தல் ஆகியவற்றின் பண்பைக் கொண்ட பக்க விளைவுகளுடன் கூடிய இரசாயனங்களின் அதிகப்படியான பயன்பாட்டின் விளைவுகளாக இருக்கிறது, இது தேவையற்ற சிகிச்சைகளின் அதிகரித்த செலவுகளில் குறிப்பிடப்படுவதில்லை. எனினும், நியோசென்ஸ் FS உணர்கருவி போன்ற திரவச் சூழ்நிலைகளில் தொடர்ந்த கறைபடிதல் நெறிபடுத்தலுக்கான தீர்வுகளும் இருக்கின்றன, இவை உகந்த இரசாயனத்தைப் பயன்படுத்துதல் மற்றும் தூய்மைப்படுத்தல் திறனைக் கட்டுப்படுத்துதல் ஆகியவற்றை அனுமதிக்கின்றன.

பராமரிப்பு[தொகு]

தகடு வெப்பப் பரிமாற்றிகள் பிரிக்கப்பட வேண்டும் மற்றும் காலமுறை தோறும் தூய்மைப்படுத்தப்பட வேண்டும். குழாய் வெப்பப் பரிமாற்றிகள் அமிலத் தூய்மைப்படுத்தல், மண்ணூதையிடல், உயர்-அழுத்த நீர் ஜெட், புல்லட் தூய்மைப்படுத்தல் அல்லது துளையிடுத் தண்டுகள் போன்ற முறைகளின் மூலமாக தூய்மைப்படுத்தப்படலாம்.

வெப்பப் பரிமாற்றிகளுக்கான பெருமளவிலான குளிர் நீர் அமைப்புகளில், தூய்மையாக்கல் போன்ற நீர் சிகிச்சை, கூடுதல் இரசாயனங்கள் மற்றும் சோதனை, வெப்பப்பரிமாற்ற உபகரணத்தின் கறைபடிதலைக் குறைப்பதற்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. மற்ற நீர் சிகிச்சையும் வெப்பப் பரிமாற்றம் மற்றும் மற்ற உபகரணத்தின் கறைபடிதல் மற்றும் அரித்தலைக் குறைப்பதற்கு மின் உற்பத்தி நிலையங்கள் மற்றும் பலவற்றுக்கான ஸ்டீம் அமைப்புகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

பல்வேறு நிறுவனங்கள் உயிரி கறைபடிதலில் இருந்து காப்பதற்காக நீர் போர்ன் அலைவு நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தத் தொடங்கி இருக்கின்றன. இரசாயனங்களின் பயன்பாடு இல்லாமல், இந்த வகை நுட்பம் வெப்பப் பரிமாற்றிகளில் குறைவான-அழுத்த இழப்பை வழங்குவதற்கு உதவியாக இருக்கின்றது.

இயற்கையில்[தொகு]

மனிதர்கள்[தொகு]

மனித நுரையீரல் அதன் பரிமாண விகிதத்துக்கு பெரும் புறப்பரப்புப் பகுதியின் காரணமாக உச்ச நிலையில் திறன் வாய்ந்த வெப்பப் பரிமாற்றியாகவும் செயல்படுகிறது.[17]

வெளிப்புற சோதனைகள் மேற்கொள்ளப்பட்ட (மனிதர்கள் போன்ற) உயிரிகளில், விந்தகத்துக்கான தமனியானது பாம்பினிஃபார்ம் நரம்பு என்று அழைக்கப்படும் நரம்புகளின் வலைக்கண்ணியால் சூழப்பட்டிருக்கிறது. இது விந்தகத்துக்கான இரத்தத் தலைகளைக் குளிர்விக்கிறது, அதே சமயம் திரும்பவரும் இரத்தத்தை மீண்டும் வெப்பப்படுத்துகிறது.

பறவைகள், மீன், திமிங்கலங்கள்[தொகு]

"முரணோட்ட முறை" வெப்பப் பரிமாற்றிகள் இயல்பாகவே மீன் மற்றும் திமிங்கலங்களின் சுழற்சி முறையில் ஏற்படுகின்றன. சூடான இரத்தத்தை எடுத்துச் செல்லும் தோலுக்கான தமனிகள், குளிர்ந்த இரத்தத்தை எடுத்துச் செல்லும் தோலில் உள்ள நரம்புகளுடன் உள்முறுக்கியதாக இருக்கின்றன, இதனால் சூடான தமனி சார்ந்த இரத்தம் குளிர்ந்த சிரையின் இரத்தத்துடன் வெப்பத்தைப் பரிமாற்றுகின்றன. இது குளிர்ந்த நீரில் ஒட்டு மொத்த வெப்ப இழப்பைக் குறைக்கிறது. வெப்பப் பரிமாற்றிகள் திமிங்கல எலும்புகளின் பற்கலிலும் அவற்றின் வாயில் அதிகளவிலான நீர் பாயும் போது தோன்றுகின்றன.[18][19] நீர்ப் பறவைகள் அவற்றின் கால்கள் நீரில் இருக்கும் போது வெப்ப இழப்புக்களைக் கட்டுப்படுத்துவதற்கு இதே போன்ற அமைப்பைப் பயன்படுத்துகின்றன.

தொழிற்துறையில்[தொகு]

வெப்பப் பரிமாற்றிகள் பெரிய அளவிலான தொழிற்துறைச் செயல்பாடுகளில் குளிர்வித்தல் மற்றும் சூடாக்குதல் ஆகிய இரண்டுக்கும் தொழிற்துறையில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. வெப்பப் பரிமாற்றியின் வகை மற்றும் அளவு ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்துவது திரவத்தின் வகை, அதன் பிரிவு, வெப்பநிலை, அடர்த்தி, கூழ்மநிலை, அழுத்தங்கள், இரசாயன சேர்க்கை மற்றும் பல்வேறு மற்ற வெப்பவியக்கவிசையியல்புகள் ஆகியவை சார்ந்த செயல்பாடுகளுக்குப் பொருந்தக் கூடியதாக இருக்கலாம்.

பல தொழிற்துறை செயல்பாடுகள், ஆற்றலின் விரயம் அல்லது வெப்ப ஸ்ட்ரீமை வெளிப்படுத்தக் கூடியதாக இருக்கின்றன, வெப்பப் பரிமாற்றிகள் இந்த வெப்பத்தை மீட்பதற்குப் பயன்படுத்தப்படலாம், மேலும் செயல்பாடுகளில் மாறுபட்ட ஸ்ட்ரீமில் வெப்பப்படுத்துவதால் பயன்பாட்டில் வைக்கப்பட்டிருக்கலாம். இந்த நடைமுறை தொழிற்துறையில் பெருமளவு பணத்தைச் சேமிக்கின்றது, மற்றவகையில் வெப்பப் பரிமாற்றிகளில் இருந்து மற்ற ஸ்ட்ரீம்களுக்கு வெப்பம் விநியோகிக்கப்படுவது மிகவும் விலை மதிப்புடைய மற்றும் சூழ்நிலைக்கு மிகவும் தீங்கு விளைவிக்கக் கூடிய வெளிப்புற மூலங்களில் இருந்து வருவதாக இருக்கும்.

வெப்பப் பரிமாற்றிகள் பல தொழிற்துறைகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அவற்றில் சில பின்வருமாறு:

  • வீணாகும் நீரைக் கையாளுதல்
  • குளிர்ப்பதன அமைப்புகள்
  • ஒயின்-வடிப்பாலைத் தொழிற்துறை
  • பெட்ரோலியத் துறை.

வீணாகும் நீரைக் கையாளுதல் துறையில், வெப்பப் பரிமாற்றிகள் காற்றில்லா டைஜெஸ்டர்களினுள் உகந்த வெப்பநிலைகளைப் பராமரிப்பதில் இன்றியமையாத பங்குவகிப்பதாக இருக்கின்றன, அதனால் வீணான நீரில் இருந்து மாசுபடுத்திகளை நீக்குவதற்கான நுண்ணுயிர்களின் வளர்ச்சியை மேம்படுத்துகிறது. இந்தப் பயன்பாடுகளின் பொதுவான வகை வெப்பப் பரிமாற்றிகள், இரட்டைக் குழாய் வெப்பப் பரிமாற்றி மற்றும் தகடு மற்றும் சட்ட வெப்பப் பரிமாற்றி ஆகியவை ஆகும்.

ஆகாய விமானங்களில்[தொகு]

வணிக ரீதியான ஆகாய விமானங்களில், வெப்பப் பரிமாற்றிகள் குளிர்ந்த எரிபொருளை வெப்பப்படுத்துவதற்கு இன்ஜினின் எண்ணெய் அமைப்பில் இருந்து வெப்பத்தை எடுப்பதற்காகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.[20] இது எரிபொருள் செயல்திறனை மேம்படுத்துகிறது, அத்துடன் பாகங்களில் எரிபொருள் உறைதலில் நீர் சிக்கிக் கொள்ளும் சாத்தியக்கூறுகளையும் குறைக்கிறது.[21]

2008 இன் ஆரம்பத்தில், போயிங் 777 ரக பிரிட்டிஷ் ஏர்வேஸ் விமானம் 38 ஓடுதளத்தில் இருந்து கிளம்பிய சிறிது நேரத்தில் விழுந்து நொறுங்கியது. 2009 இன் ஆரம்பத்தில், ஆகாய விமான இயக்குபவர்களுக்கு அனுப்பப்பட்ட போயிங்-அப்டேட்டில், குறிப்பிட்ட ரோல்ஸ்-ராய்ஸ் இன்ஜின் எண்ணெய்-எரிவாயுப் பாய்வு வெப்பப் பரிமாற்றிகளில் பிரச்சினைக் கண்டறியப்பட்டதாக தெரிவிக்கப்பட்டது.[21] மற்ற வெப்பப் பரிமாற்றிகள் அல்லது GE இனால் செய்யப்பட்ட போயிங் 777 ஆகாய விமானம் அல்லது பிராட் மற்றும் ஒயிட்னி இன்ஜின்கள், இது போன்ற பிரச்சினைகளால் பாதிக்கப்படவில்லை.[21]

எளிமையான வெப்பப் பரிமாற்றியின் மாதிரி[தொகு]

எளிமையான வெப்பப் பரிமாற்றி[22] திரவப் பாய்வுடன் கூடிய இரண்டு நேர் குழாய்களாகக் கருதப்படலாம், அவை வெப்பம் சார்ந்து இணைக்கப்பட்டிருக்கலாம். குழாய்கள் சம நீளம் L உடையதாக இருப்பதாகக் கொள்வோம், வெப்பக் கொள்திறன் C_i (வெப்பநிலையில் ஒரு அலகுக்கான ஆற்றல் ஒரு அலகுக்கான நிறை மாற்றம்) உடன் கூடிய திரவங்கள் எடுத்துச் செல்லப்படுகிறது மற்றும் குழாய்களின் மூலமாக திரவங்களின் நிறை பாய்வு விகிதம் j_i (ஒரு அலகு நேரத்துக்கான நிறை) ஆக இருக்கும், அதில் கீழ்க்குறியீடு i குழாய் 1 அல்லது குழாய் 2க்குப் பயன்படுத்தப்படலாம்.

குழாய்களுக்கான வெப்பநிலை ப்ரொஃபைல்கள் T_1(x) மற்றும் T_2(x) ஆக இருக்கின்றன, அதில் x என்பது குழாய் நெடுகிலும் உள்ள தொலைவாக இருக்கிறது. ஆய்வு நிலையை யூகம் செய்யும் போது, வெப்பநிலை ப்ரொஃபைல்கள் அந்த நேரத்தில் செயல்படவில்லை எனக்கொள்வோம். ஒரு குழாயின் திரவத்தின் சிறிய கன அளவில் இருந்து வெப்பத்தின் பரிமாற்றம் மட்டுமே அதே நிலையில் மற்றொரு குழாயின் திரவ அடிப்படைக் கூறாக இருக்கிறது எனவும் கொள்வோம். அந்தக் குழாயில் வெப்ப மாறுபாடுகளின் காரணமாக குழாய் நெடுகிலும் வெப்பப் பரிமாற்றம் எதுவும் இருக்காது. நியூட்டனின் குளிர்வித்தல் விதி மூலமாக, திரவத்தின் சிறிய கன அளவின் ஆற்றலில் மாறுபாட்டின் விகிதம் அவற்றுக்கு இடையில் வெப்பநிலையில் மாறுபாடுகளுக்கு சரிசம விகிதமாக இருக்கிறது மற்றும் மற்றொரு குழாயின் ஒத்திசைவான அடிப்படைக்கூறு:

\frac{du_1}{dt}=\gamma(T_2-T_1)
\frac{du_2}{dt}=\gamma(T_1-T_2)

இதில் u_i(x) என்பது ஒரு அலகு நீளத்தின் வெப்ப ஆற்றல் மற்றும் γ என்பது இரண்டு குழாய்களுக்கு இடையில் ஒரு அலகு நீளத்தின் வெப்ப இணைப்பு மாறிலி. உட்புற ஆற்றலில் இந்த மாற்றத்தின் விளைவாக திரவ மூலப்பொருளின் வெப்பநிலையில் மாற்றம் ஏற்படும். பாய்வு முழுதும் எடுத்துச்செல்லப்படும் திரவ மூலப்பொருளுக்கான மாற்றத்தின் நேர விகிதம் என்பது:

\frac{du_1}{dt}=J_1 \frac{dT_1}{dx}
\frac{du_2}{dt}=J_2 \frac{dT_2}{dx}

இதில் J_i=C_ij_i என்பது "வெப்ப நிறைப் பாய்வு விகிதம்". வெப்பப் பரிமாற்றியைக் கட்டுப்படுத்தும் வகையீட்டுச் சமன்பாடுகள் தற்போது கீழ்க்கண்டவாறு எழுதப்படலாம்:

J_1\frac{\partial T_1}{\partial x}=\gamma(T_2-T_1)
J_2\frac{\partial T_2}{\partial x}=\gamma(T_1-T_2).

அமைப்பு ஆய்வு நிலையில் இருப்பதால், நேரத்தின் சார்பாக வெப்பநிலையில் பகுதியளவு மூலத்தில் இருந்து பெறப்பட்டவைகள் ஏதுமில்லை மற்றும் குழாய் நெடுகிலும் வெப்பப் பரிமாற்றம் இருக்காது என்பதால், வெப்பச் சமன்பாட்டில் கண்டறியப்படுவதாக x இல் இரண்டாவது மூலத்தில் இருந்து பெறப்பட்டவைகள் இல்லை என்பது குறிப்பிடத்தக்கது. இந்த இரண்டு இரட்டை முதல்-வரிசை வகையீட்டுச் சமன்பாடுகள் இணங்குவதற்குத் தீர்வளிக்கலாம்:

T_1=A-\frac{Bk_1}{k}\,e^{-kx}
T_2=A+\frac{Bk_2}{k}\,e^{-kx}

இதில் k_1=\gamma/J_1, k_2=\gamma/J_2, k=k_1+k_2 மற்றும் A மற்றும் B ஆகிய இரண்டு இன்னும் முழுமையாக்கத்தின் உறுதி செய்யப்படாத மாறிலிகள் ஆகும். T_{10} மற்றும் T_{20} ஆகியவை x=0 இல் வெப்பநிலைகள் எனக் கொள்வோம், மேலும் T_{1L} மற்றும் T_{2L} ஆகியவை x=L இல் குழாயின் இறுதியில் வெப்பநிலைகளாகக் கொள்வோம். ஒவ்வொரு குழாயிலும் சராசரி வெப்பநிலைகள் வரையறுக்கப்படுவது பின்வருமாறு:

\overline{T}_1=\frac{1}{L}\int_0^LT_1(x)dx
\overline{T}_2=\frac{1}{L}\int_0^LT_2(x)dx.

மேற்கண்ட தீர்வுகளைப் பயன்படுத்தும் போது, வெப்பநிலைகள் பின்வருமாறு:

T_{10}=A-\frac{Bk_1}{k} T_{20}=A+\frac{Bk_2}{k}
T_{1L}=A-\frac{Bk_1}{k}e^{-kL} T_{2L}=A+\frac{Bk_2}{k}e^{-kL}
\overline{T}_1=A-\frac{Bk_1}{k^2L}(1-e^{-kL})         \overline{T}_2=A+\frac{Bk_2}{k^2L}(1-e^{-kL}).

மேற்கண்ட வெப்பநிலைகளில் ஏதேனும் இரண்டைத் தேர்ந்தெடுப்பது முழுமையாக்கம் நீக்கப்படுவதின் மாறிலிகளை அனுமதிக்கின்றன, மேலும் அவை மற்ற நான்கு வெப்பநிலைகள் கண்டறியப்படுவதற்கு அனுமதிக்கின்றன. மொத்த ஆற்றல் பரிமாற்றப்படுவது என்பது ஒரு அலகு நீளத்தின் உட்புற ஆற்றல் மாற்றத்தின் நேர விகிதத்துக்கான வெளிப்பாடுகளை முழுமையாக்குவதன் மூலமாகக் கண்டறியப்படுகிறது:

\frac{dU_1}{dt} = \int_0^L \frac{du_1}{dt}\,dx = J_1(T_{1L}-T_{10})=\gamma L(\overline{T}_2-\overline{T}_1)
\frac{dU_2}{dt} = \int_0^L \frac{du_2}{dt}\,dx = J_2(T_{2L}-T_{20})=\gamma L(\overline{T}_1-\overline{T}_2).

ஆற்றலின் பாதுகாப்புச் செயலினால், இரண்டு ஆற்றல்களின் கூட்டல் பூஜ்யமாக இருக்கிறது. அளவு \overline{T}_2-\overline{T}_1 என்பது லாக் மீன் வெப்பநிலை மாறுபாடாக அறியப்படுகிறது, மேலும் இது வெப்ப ஆற்றலைப் பரிமாற்றுவதில் வெப்பப் பரிமாற்றியின் செயல்திறனின் அளவாக இருக்கிறது.

குறிப்புதவிகள்[தொகு]

  1. Sadik Kakaç and Hongtan Liu (2002). Heat Exchangers: Selection, Rating and Thermal Design (2nd Edition ed.). CRC Press. ISBN 0849309026. 
  2. சவுண்டர்ஸ், இ. எ. (1988). ஹீட் எக்ஸ்சேஞ்சர்ஸ்: செலக்சன், டிசன் அண்ட் கண்ஸ்ட்ரக்சன். நியூயார்க்: லாங்க்மேன் சைண்டிஃபிக் அண்ட் டெக்னிக்கல்.
  3. Kister, Henry Z. (1992). Distillation Design (1st Edition ed.). McGraw-Hill. ISBN 0-07-034909-6. 
  4. Perry, Robert H. and Green, Don W. (1984). Perry's Chemical Engineers' Handbook (6th Edition ed.). McGraw-Hill. ISBN 0-07-049479-7. 
  5. காற்று மாசுப் பயிற்சி நிறுவனத்தின் வலைத்தளத்தின் மூலமாக காற்று மாசுக் கட்டுப்பாடு சார்நிலைப் பயிற்சி வகுப்பு
  6. எனர்ஜி சேவிங்ஸ் இன் ஸ்டீம் சிஸ்டம்ஸ் படம் 3a, லேஅவுட் ஆஃப் சர்ஃபேஸ் கண்டென்சர் (34 பக்கங்கள் கொண்ட PDF இல் 11 ஆம் பக்கத்திற்குச் செல்லவும்)
  7. கவுல்சன், ஜெ. & ரிச்சர்ட்சன், ஜெ. (1983), கெமிக்கம் இன்ஜினியரிங் – டிசைன் (SI யூனிட்ஸ்), பகுதி 6, பெர்கமான் பதிப்பகம், ஆக்ஸ்போர்ட்.
  8. ஹெவிட் ஜி, ஷைர்ஸ் ஜி, பாட் டி (1994), பிராசஸ் ஹீட் டிரான்ஸ்பர், CRC பிரஸ் இன்க், ஃப்ளோரிடா.
  9. டேபில்: வேரியஸ் டைப்ஸ் ஆஃப் கேஸ் - லிக்விட் டைரக்ட் காண்டேக்ட் ஹீட் எக்ஸ்சேஞ்சர்ஸ் (ஹெவிட் ஜி, சைர்ஸ் ஜி & பாட் டி, 1994)
  10. பேடண்ட் 2,046,968 ஜான் சி ரெய்ஸ்லி, ஜூலை 7 1936 இல் வெளியிடப்பட்டது; ஜனவரி 8, 1934 இல் நிரப்பப்பட்டது [1]
  11. செண்ட்ரி எக்விப்மெண்ட் கார்ப் ஸ்பைரல் ட்யூப் ஹீட் எக்ஸ்சேஞ்சர்ஸ்
  12. 12.0 12.1 ஆல்ஃபா லாவால் ஸ்பைரல் ஹீட் எக்ஸ்சேஞ்சர்ஸ்
  13. கூலிங் டெக்ஸ்ட்
  14. இ.எ.டி.சாண்டர்ஸ் (1988). ஹீட் எக்ஸ்சேஞ்சர்ஸ்:செலக்சன் டிசைன் அண்ட் கண்ஸ்ட்ரக்சன் லாங்க்மேன் சைட்டிஃபிக் அண்ட் டெக்னிக்கல் ISBN 0-582-49491-5
  15. சுருள் வெப்பப் பரிமாற்றிகள்
    • ஒயிட், எஃப்.எம். ‘ஹீட் அண்ட் மாஸ் டிரான்ஸ்பர்’ © 1988 அட்டிசன்-வெஸ்லி பப்ளிசிங் கோ. ப602-604
    • http://www.geothermie.de/egec-geothernet/prof/heat_exchangers.htm ‘வெப்பப் பரிமாற்றிகள்’ கெவின் டி. ராஃப்பர்டி, ஜெனெ கல்வர் ஜியோ-ஹீட் சென்டர் © 1996-2001, 17/3/08 இல் இறுதியாக அணுகப்பட்டது
    • http://www.process-heating.com ‘வெப்பச் செயல்பாட்டு உபகரணத்தைப் பயன்படுத்தும் உற்பத்திப் பொறியாளர்களுக்கான- வெப்பப் பரிமாற்றி அடிப்படைகள்’ BNP மீடியா © 2007, 17/3/08 இல் இறுதியாக அணுகப்பட்டது
  16. http://www.dtic.mil/srch/doc?collection=t3&id=AD0293194
  17. http://www.nhm.org/research/mammals/jj/
  18. Heyning and Mead (November 1997). "Thermoregulation in the Mouths of Feeding Gray Whales". Science 278 (5340): 1138–1140. http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/278/5340/1138. பார்த்த நாள்: 2010/01/19. 
  19. "United States Patent 4498525, Fuel/oil heat exchange system for an engine". United States Patent and Tradmark Office. பார்த்த நாள் 03 February 2009.
  20. 21.0 21.1 21.2 "Boeing links Heathrow, Atlanta Trent 895 engine rollbacks". FlightGlobal.com. பார்த்த நாள் 03 February 2009.
  21. கே ஜெ எம் & நெட்டார்மேன் ஆர் எம் (1985) ஃப்ளூயிட் மெக்கானிக்ஸ் அண்ட் டிரான்ஸ்பர் பிராசசஸ் , கேம்ப்ரிஜ் பல்கலைக்கழக பதிப்பகம்
  • கவுல்சன், ஜெ. மற்றும் ரிச்சர்ட்சன், ஜெ (1999). கெமிக்கல் இன்ஜினியரிங்- ஃப்ளூயிட் ஃப்ளோ. ஹீட் டிரான்ஸ்பர் அண்ட் மாஸ் டிரான்ஸ்பர்- பகுதி 1; ரீட் எஜுகேசனல் & புரொஃபசனல் பப்ளிசிங் லிமிட்டெட்
  • டோகன் எர்யேனர் (2005), ‘தெர்மோஎகனாமிக் ஆப்டிமைசேசன் ஆஃப் பேஃப்பில் ஸ்பேசிங் ஃபார் ஷெல் அண்ட் ட்யூப் ஹீட் எக்ஸ்சேஞ்ஜர்ஸ்’, எனர்ஜி கன்சர்வேசன் அண்ட் மேனேஜ்மெண்ட், பகுதி 47, வெளியீடு 11-12, பக்கங்கள் 1478-1489.
  • ஜி.எஃப்.ஹெவிட், ஜி.எல்.ஷைரெஸ், டி.ஆர்.போட் (1994)பிராசஸ் ஹீட் டிரான்ஸ்பர், CRC பிரஸ் இன்க், அமெரிக்கா.

புற இணைப்புகள்[தொகு]

"http://ta.wikipedia.org/w/index.php?title=வெப்பப்_பரிமாற்றி&oldid=1412789" இருந்து மீள்விக்கப்பட்டது