Plate heat exchanger
প্লেট হিট এক্সচেঞ্জার হল এক ধরনের হিট এক্সচেঞ্জার যা দুটি তরলের মধ্যে তাপ স্থানান্তর করতে ধাতব প্লেট ব্যবহার করে। প্রচলিত তাপ বিনিময়ের তুলনায় এর একটি বড় সুবিধা রয়েছে যে তরলগুলি অনেক বড় পৃষ্ঠতলের সংস্পর্শে আসে কারণ তরলগুলি প্লেটের উপর ছড়িয়ে থাকে। এটি তাপ স্থানান্তরকে সহজতর করে এবং তাপমাত্রা পরিবর্তনের গতি ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি করে। প্লেট হিট এক্সচেঞ্জারগুলি এখন সাধারণ এবং লক্ষ লক্ষ কম্বিনেশন বয়লারের গরম জলের অংশে খুব ছোট ব্রেজ সংস্করণ ব্যবহার করা হয়। এই ধরনের একটি ছোট ভৌত আকারের জন্য উচ্চ তাপ স্থানান্তর দক্ষতা সমন্বিত বয়লারগুলির ঘরোয়া গরম জলের (ডিএইচডাব্লু) প্রবাহের হার বাড়িয়েছে। ছোট প্লেট হিট এক্সচেঞ্জার ঘরোয়া উত্তাপ এবং গরম জলে দুর্দান্ত প্রভাব ফেলেছে। বড় বাণিজ্যিক সংস্করণগুলি প্লেটগুলির মধ্যে গ্যাসকেট ব্যবহার করে, যেখানে ছোট সংস্করণগুলি ব্রেজ করা থাকে। হিট এক্সচেঞ্জারের পিছনে ধারণাটি হল একটি তরল এবং অন্য তরলের মধ্যে তাপ স্থানান্তর করে একটি তরলকে গরম বা শীতল করার জন্য পাইপ বা অন্যান্য নিয়ন্ত্রণ পাত্রের ব্যবহার। বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, এক্সচেঞ্জারে একটি কুণ্ডলীযুক্ত পাইপ থাকে যার মধ্যে একটি তরল থাকে যা অন্য তরলযুক্ত একটি চেম্বারের মধ্য দিয়ে যায়। পাইপের দেয়ালগুলি সাধারণত ধাতব বা উচ্চ তাপ পরিবাহিতা সহ অন্য কোনও পদার্থ দিয়ে তৈরি হয়, যা বিনিময়কে সহজতর করে, যেখানে বৃহত্তর চেম্বারের বাইরের আবরণটি প্লাস্টিক দিয়ে তৈরি বা তাপ নিরোধক দিয়ে লেপা হয়, যাতে তাপকে এক্সচেঞ্জার থেকে বেরিয়ে আসতে নিরুৎসাহিত করা যায়। 1923 সালে ডঃ রিচার্ড সেলিগম্যান বিশ্বের প্রথম বাণিজ্যিকভাবে কার্যকর প্লেট হিট এক্সচেঞ্জার (পিএইচ্ই) উদ্ভাবন করেন এবং পরোক্ষভাবে গরম ও তরল শীতল করার পদ্ধতিতে বিপ্লব ঘটান। ডঃ রিচার্ড সেলিগম্যান 1910 সালে অ্যালুমিনিয়াম প্ল্যান্ট অ্যান্ড ভেসেল কোম্পানি লিমিটেড হিসাবে এপিভি প্রতিষ্ঠা করেছিলেন, যা একটি বিশেষজ্ঞ ফ্যাব্রিকেটিং ফার্ম যা ব্রুয়ারি এবং উদ্ভিজ্জ তেলের ব্যবসায় ঝালাই করা জাহাজ সরবরাহ করে। এছাড়াও, এটি আজকের কম্পিউটার-ডিজাইন করা পাতলা ধাতব প্লেট হিট এক্সচেঞ্জারগুলির জন্য আদর্শ নির্ধারণ করেছে যা সারা বিশ্বে ব্যবহৃত হয়। প্লেট এবং ফ্রেম হিট এক্সচেঞ্জারগুলির নকশা প্লেট হিট এক্সচেঞ্জার (পিএইচ্ই) একটি বিশেষ নকশা যা মাঝারি এবং নিম্ন-চাপের তরলগুলির মধ্যে তাপ স্থানান্তরের জন্য উপযুক্ত। ওয়েল্ডেড, আধা-ওয়েল্ডেড এবং ব্রেজড হিট এক্সচেঞ্জারগুলি উচ্চ-চাপের তরলগুলির মধ্যে তাপ বিনিময়ের জন্য বা যেখানে আরও কমপ্যাক্ট পণ্যের প্রয়োজন হয় সেখানে ব্যবহৃত হয়। একটি চেম্বারের মধ্য দিয়ে যাওয়া পাইপের পরিবর্তে, দুটি বিকল্প চেম্বার থাকে, সাধারণত গভীরতায় পাতলা, একটি ঢেউখেলান ধাতব প্লেট দ্বারা তাদের বৃহত্তম পৃষ্ঠে পৃথক করা হয়। একটি প্লেট এবং ফ্রেম হিট এক্সচেঞ্জারে ব্যবহৃত প্লেটগুলি ধাতব প্লেটের একটি টুকরো টিপে পাওয়া যায়। উচ্চ তাপমাত্রা, এর শক্তি এবং এর জারা প্রতিরোধের ক্ষমতা থাকার কারণে স্টেইনলেস স্টিল প্লেটগুলির জন্য একটি সাধারণভাবে ব্যবহৃত ধাতু। প্লেটগুলি প্রায়শই রাবার সিলিং গ্যাসকেট দ্বারা ব্যবধান করা হয় যা প্লেটের প্রান্তের চারপাশে একটি অংশে সিমেন্ট করা হয়। তাপ বিনিময়ের মাধ্যমে প্রবাহিত তরলের প্রবাহের দিকের সমকোণে গর্ত গঠনের জন্য প্লেটগুলিকে চেপে রাখা হয়। এই গর্তগুলি এমনভাবে সাজানো হয় যাতে তারা অন্যান্য প্লেটগুলির সাথে আন্তঃসংযোগ স্থাপন করে যা প্লেটগুলির মধ্যে 1.3-1.5 মিমি ফাঁক সহ চ্যানেল গঠন করে। পর্যায়ক্রমে গরম এবং ঠান্ডা তরলের সাথে সমান্তরাল প্রবাহ চ্যানেলের একটি ব্যবস্থা তৈরি করতে প্লেটগুলি একটি অনমনীয় ফ্রেমে একসাথে সংকুচিত করা হয়। প্লেটগুলি একটি অত্যন্ত বড় পৃষ্ঠ এলাকা তৈরি করে, যা দ্রুততম সম্ভাব্য স্থানান্তরের অনুমতি দেয়। প্রতিটি চেম্বারকে পাতলা করা নিশ্চিত করে যে তরলের বেশিরভাগ আয়তন প্লেটের সাথে যোগাযোগ করে, আবার বিনিময় করতে সহায়তা করে। এক্সচেঞ্জারে তাপ স্থানান্তর সর্বাধিক করার জন্য নিম্নচাপগুলি তরলে একটি অশান্ত প্রবাহ তৈরি করে এবং বজায় রাখে। নিম্ন প্রবাহের হারে উচ্চ মাত্রার অস্থিরতা পাওয়া যেতে পারে এবং তারপর উচ্চ তাপ স্থানান্তর সহগ অর্জন করা যেতে পারে। শেল এবং টিউব হিট এক্সচেঞ্জারগুলির তুলনায়, একটি প্লেট হিট এক্সচেঞ্জারগুলিতে তাপমাত্রার পদ্ধতি (ঠান্ডা এবং গরম প্রবাহের তাপমাত্রার মধ্যে সবচেয়ে ছোট পার্থক্য) 1 ডিগ্রি সেলসিয়াসের মতো কম হতে পারে যেখানে শেল এবং টিউব হিট এক্সচেঞ্জারগুলির 5 ডিগ্রি সেলসিয়াস বা তার বেশি পদ্ধতির প্রয়োজন হয়। একই পরিমাণ তাপ বিনিময়ের জন্য, প্লেট হিট এক্সচেঞ্জারের আকার ছোট হয়, কারণ প্লেটগুলি দ্বারা বহন করা বড় তাপ স্থানান্তর এলাকা (যে বড় এলাকা দিয়ে তাপ ভ্রমণ করতে পারে)। স্ট্যাক থেকে প্লেট যোগ বা অপসারণের মাধ্যমে প্লেট হিট-এক্সচেঞ্জারে তাপ স্থানান্তর এলাকা বৃদ্ধি এবং হ্রাস করা সহজ। প্লেট হিট এক্সচেঞ্জারগুলি মূল্যায়ন করা সমস্ত প্লেট হিট এক্সচেঞ্জারগুলি বাইরের দিকে একই রকম দেখায়। পার্থক্যটি ভিতরে, প্লেট ডিজাইনের বিশদ বিবরণ এবং ব্যবহৃত সীল প্রযুক্তির মধ্যে রয়েছে। অতএব, একটি প্লেট হিট এক্সচেঞ্জারের মূল্যায়ন করার সময়, কেবল সরবরাহ করা পণ্যটির বিশদ বিবরণ অন্বেষণ করা নয়, প্রস্তুতকারকের দ্বারা পরিচালিত গবেষণা ও উন্নয়নের স্তর এবং কমিশন-পরবর্তী পরিষেবা এবং খুচরা যন্ত্রাংশের প্রাপ্যতা বিশ্লেষণ করাও অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। হিট এক্সচেঞ্জারের মূল্যায়ন করার সময় বিবেচনা করার মতো একটি গুরুত্বপূর্ণ দিক হল হিট এক্সচেঞ্জারের মধ্যে ঢেউয়ের রূপগুলি। দুই ধরনের থাকেঃ আন্তঃসংযোগ এবং শেভরন ঢেউ। সাধারণভাবে, চাপ হ্রাসের প্রদত্ত বৃদ্ধির জন্য শেভরন থেকে বৃহত্তর তাপ স্থানান্তর বর্ধন তৈরি করা হয় এবং আন্তঃসংযোগকারী ঢেউয়ের তুলনায় সাধারণত বেশি ব্যবহৃত হয়। হিট এক্সচেঞ্জারগুলির দক্ষতা বাড়ানোর জন্য পরিবর্তনের এতগুলি বিভিন্ন উপায় রয়েছে যে এগুলির মধ্যে কোনওটি বাণিজ্যিক সিমুলেটর দ্বারা সমর্থিত হবে কিনা তা অত্যন্ত সন্দেহজনক। উপরন্তু, তাপ স্থানান্তর বর্ধন নির্মাতাদের কাছ থেকে কিছু মালিকানাধীন তথ্য কখনই প্রকাশ করা যায় না। তবে, এর অর্থ এই নয় যে উদীয়মান প্রযুক্তির জন্য কোনও প্রাক-পরিমাপ প্রকৌশলীদের দ্বারা সম্পন্ন হয় না। তাপ বিনিময়ের বিভিন্ন ধরনের পরিবর্তন সম্পর্কে প্রাসঙ্গিক তথ্য নীচে দেওয়া হল। ঐতিহ্যবাহী হিট এক্সচেঞ্জারের ব্যবহারের তুলনায় খরচ-সুবিধা হিট এক্সচেঞ্জার থাকার মূল উদ্দেশ্যটি সর্বদা হিট এক্সচেঞ্জার বর্ধিতকরণের মাধ্যমে পূরণ করতে হবে। ফাউলিং ক্ষমতা, নির্ভরযোগ্যতা এবং নিরাপত্তা অন্যান্য বিবেচনার বিষয় যা মোকাবেলা করা উচিত। প্রথমটি হল পর্যায়ক্রমে পরিষ্কার করা। পর্যায়ক্রমে পরিষ্কার করা (ঘটনাস্থলে পরিষ্কার করা) হল সমস্ত বর্জ্য এবং ময়লা বের করার সবচেয়ে কার্যকর পদ্ধতি যা সময়ের সাথে সাথে হিট এক্সচেঞ্জারের দক্ষতা হ্রাস করে। এই পদ্ধতির জন্য পিএইচের (প্লেট হিট এক্সচেঞ্জার) উভয় দিক নিষ্কাশন করা প্রয়োজন, তারপরে সিস্টেমে তরল থেকে এটি বিচ্ছিন্ন করা প্রয়োজন। উভয় দিক থেকে জল সম্পূর্ণ পরিষ্কার না হওয়া পর্যন্ত বের করে দিতে হবে। সর্বোত্তম ফলাফলের জন্য নিয়মিত ক্রিয়াকলাপের বিপরীত দিকে ফ্লাশিং করা উচিত। একবার এটি হয়ে গেলে, এজেন্টটি পিএইচই (প্লেট হিট এক্সচেঞ্জার) গ্যাসকেট এবং প্লেটের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ কিনা তা নিশ্চিত করার সময় একটি পরিষ্কার এজেন্টকে পাস করার জন্য একটি বৃত্তাকার পাম্প এবং একটি সমাধান ট্যাঙ্ক ব্যবহার করার সময় আসে। সবশেষে, স্রাব প্রবাহ পরিষ্কার না হওয়া পর্যন্ত, সিস্টেমটি আবার জল দিয়ে ফ্লাশ করা উচিত। প্লেট হিট এক্সচেঞ্জারগুলির অনুকূলকরণ পিএইচের উন্নতি অর্জনের জন্য, তাপ স্থানান্তরের পরিমাণ এবং চাপ হ্রাসের মতো দুটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয় বিবেচনা করতে হবে যাতে তাপ স্থানান্তরের পরিমাণ বাড়ানো এবং চাপ হ্রাস হ্রাস করা প্রয়োজন। ঢেউখেলান প্লেটের উপস্থিতির কারণে প্লেট হিট এক্সচেঞ্জারগুলিতে, উচ্চ ঘর্ষণ ক্ষতির সাথে প্রবাহিত হওয়ার জন্য একটি উল্লেখযোগ্য প্রতিরোধ রয়েছে। সুতরাং প্লেট হিট এক্সচেঞ্জার ডিজাইন করার জন্য, উভয় বিষয় বিবেচনা করা উচিত। রেনল্ডস সংখ্যার বিভিন্ন পরিসরের জন্য, প্লেট হিট এক্সচেঞ্জারগুলির জন্য অনেক পারস্পরিক সম্পর্ক এবং শেভরন কোণ বিদ্যমান। প্লেট জ্যামিতি প্লেট হিট এক্সচেঞ্জারগুলিতে তাপ স্থানান্তর এবং চাপ হ্রাসের অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ কারণ, তবে এই ধরনের বৈশিষ্ট্য সঠিকভাবে নির্ধারিত হয় না। ঢেউখেলান প্লেট হিট এক্সচেঞ্জারগুলিতে, প্লেটগুলির মধ্যে সংকীর্ণ পথের কারণে, একটি বড় চাপের ক্ষমতা থাকে এবং পথ বরাবর প্রবাহ অশান্ত হয়ে ওঠে। অতএব, এর জন্য অন্যান্য ধরনের তাপ বিনিময়ের তুলনায় বেশি পাম্পিং শক্তি প্রয়োজন। অতএব, উচ্চ তাপ স্থানান্তর এবং কম চাপ হ্রাস লক্ষ্য করা হয়। চাপ হ্রাস দ্বারা প্রভাবিত শিল্প প্রয়োগের জন্য প্লেট হিট এক্সচেঞ্জারের আকৃতি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। প্রবাহ বন্টন এবং তাপ স্থানান্তর সমীকরণ একটি প্লেট হিট এক্সচেঞ্জারের নকশা গণনার মধ্যে রয়েছে প্রবাহ বন্টন এবং চাপ হ্রাস এবং তাপ স্থানান্তর। প্রথমটি হল বহুগুণে প্রবাহ বিতরণের একটি বিষয়। প্লেট হিট এক্সচেঞ্জারের একটি বিন্যাস বিন্যাস সাধারণত তরলগুলি ভাগ এবং সংমিশ্রণের জন্য দুটি বহুগুণ শিরোনাম সহ একটি বহুগুণ পদ্ধতিতে সরলীকৃত করা যেতে পারে, যা শিরোনামের প্রবাহের দিক অনুসারে ইউ-টাইপ এবং জেড-টাইপ বিন্যাসে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে, যেমনটি বহুগুণ বিন্যাসে দেখানো হয়েছে। বাসিউনি এবং মার্টিন নকশার পূর্ববর্তী তত্ত্বটি তৈরি করেছিলেন। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে ওয়াং সমস্ত প্রধান বিদ্যমান মডেলগুলিকে একীভূত করেছেন এবং একটি সর্বাধিক সম্পূর্ণ তত্ত্ব এবং নকশা সরঞ্জাম তৈরি করেছেন। একটি প্লেট হিট এক্সচেঞ্জারের মধ্য দিয়ে যাওয়া গরম এবং ঠান্ডা তরলের মধ্যে তাপ স্থানান্তরের মোট হারকে এভাবে প্রকাশ করা যেতে পারেঃ Q = যূ. এ. ড়ি. এম যেখানে ইউ হল সামগ্রিক তাপ স্থানান্তর সহগ, এ হল মোট প্লেট এলাকা, এবং ড়ি. এম হল লগ গড় তাপমাত্রার পার্থক্য। ইউ গরম এবং ঠান্ডা স্রোতে তাপ স্থানান্তর সহগের উপর নির্ভরশীল। তাদের পরিষ্কার-পরিচ্ছন্নতা হিট এক্সচেঞ্জার বন্ধ না করে বা ক্রিয়াকলাপ ব্যাহত না করে ফাউলিং এবং স্কেলিং এড়াতে সহায়তা করে। হিট এক্সচেঞ্জারের কর্মক্ষমতা হ্রাস এবং টিউব এক্সটেনশনের পরিষেবা জীবন এড়ানোর জন্য, অনসি (অনলাইন ক্লিনিং) একটি স্বতন্ত্র পদ্ধতি হিসাবে বা রাসায়নিক চিকিত্সার সাথে ব্যবহার করা যেতে পারে। রি-সার্কুলেটিং বল টাইপ সিস্টেম এবং ব্রাশ এবং বাস্কেট সিস্টেম হল কয়েকটি ওএনসি কৌশল। অফসি (অফলাইন ক্লিনিং) আরেকটি কার্যকর পরিষ্কারের পদ্ধতি যা কার্যকরভাবে হিট এক্সচেঞ্জারগুলির কার্যকারিতা বাড়ায় এবং পরিচালন ব্যয় হ্রাস করে। এই পদ্ধতি, যা পিগিং নামেও পরিচিত, বুলেট যন্ত্রের মতো একটি আকৃতি ব্যবহার করে যা প্রতিটি নলের মধ্যে ঢোকানো হয় এবং নলটিকে জোর করে নামানোর জন্য উচ্চ বায়ুর চাপ ব্যবহার করে। রাসায়নিক ধোয়া, হাইড্রো-ব্লাস্টিং এবং হাইড্রো-ল্যান্সিং হল ওএফসি ছাড়া অন্যান্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত পদ্ধতি। এই দুটি কৌশল, যখন ঘন ঘন ব্যবহার করা হয়, তখন এক্সচেঞ্জারকে তার সর্বোত্তম দক্ষতায় ফিরিয়ে আনবে যতক্ষণ না ফাউলিং এবং স্কেলিং ধীরে ধীরে পিছলে যেতে শুরু করে এবং তাপ এক্সচেঞ্জারের দক্ষতাকে বিরূপভাবে প্রভাবিত করে। একটি হিট এক্সচেঞ্জারের জন্য পরিচালনা এবং রক্ষণাবেক্ষণের খরচ প্রয়োজন। কিন্তু খরচ কমানোর বিভিন্ন উপায় রয়েছে। প্রথমত, তাপ বিনিময়ের উপর দূষিত গঠন হ্রাস করে খরচ হ্রাস করা যেতে পারে যা সামগ্রিক তাপ স্থানান্তর সহগ হ্রাস করে। আনুমানিক বিশ্লেষণ অনুসারে, ফাউলিং গঠনের প্রভাব পরিচালন ক্ষতির একটি বিশাল খরচ তৈরি করবে যা 4 বিলিয়ন ডলারেরও বেশি। মূলধন খরচ, শক্তি খরচ, রক্ষণাবেক্ষণ খরচ এবং লাভের ক্ষতির খরচ সহ মোট ফাউলিং খরচ। রাসায়নিক ফাউলিং ইনহিবিটার হল ফাউলিং নিয়ন্ত্রণের অন্যতম একটি পদ্ধতি। উদাহরণস্বরূপ, এক্রাইলিক অ্যাসিড/হাইড্রক্সিপ্রপাইল এক্রিলেট (এএ/এইচপিএ) এবং এক্রাইলিক অ্যাসিড/সালফোনিক অ্যাসিড (এএ/এসএ) কপোলিমার ক্যালসিয়াম ফসফেট জমা করে ফাউলিং প্রতিরোধ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এরপরে, তাপ এক্সচেঞ্জারটি উল্লম্বভাবে স্থাপন করে ফাউলিং জমা হ্রাস করা যেতে পারে কারণ মহাকর্ষীয় শক্তি তাপ এক্সচেঞ্জারের তাপ স্থানান্তর পৃষ্ঠ থেকে যে কোনও কণাকে দূরে টেনে নিয়ে যায়। দ্বিতীয়ত, তরল হিসাবে অতিরিক্ত উত্তপ্ত বাষ্পের তুলনায় স্যাচুরেটেড বাষ্প ব্যবহার করা হলে পরিচালন ব্যয় হ্রাস করা যেতে পারে। অতিউষ্ণ বাষ্প একটি নিরোধক এবং দুর্বল তাপ পরিবাহী হিসাবে কাজ করে, এটি তাপ এক্সচেঞ্জারের মতো তাপ প্রয়োগের জন্য উপযুক্ত নয়। আরও দেখুন প্লেট ফিন হিট এক্সচেঞ্জার হিট ট্রান্সফার এলএমটিডি রেফারেন্স গ্রন্থপঞ্জি বাহ্যিক লিঙ্ক প্লেট হিট এক্সচেঞ্জার সম্পর্কিত প্রকাশিত নিবন্ধগুলির একটি তালিকা J.M.Pinto এবং J.A.W.Gut, ব্রাজিলের সাও পাওলো বিশ্ববিদ্যালয় দ্বারা প্লেট হিট এক্সচেঞ্জার কনফিগারেশনের সর্বোত্তম নির্বাচনের জন্য একটি স্ক্রিনিং পদ্ধতি। থেসালোনিকির অ্যারিস্টটল বিশ্ববিদ্যালয়ের অ্যাথানাসিওস জি কানারিস, আইকাতেরিনি এ. মুজা এবং স্পিরোস ভি. পারস দ্বারা একটি সাধারণ প্লেট হিট এক্সচেঞ্জারের (পিএইচই) সর্বোত্তম নকশা খুঁজছেন। তাপ বিনিময়কারী যন্ত্র