Plate heat exchanger
پلیٹ ہیٹ ایکسچینجر ایک قسم کا ہیٹ ایکسچینجر ہے جو دو سیالوں کے درمیان حرارت کی منتقلی کے لیے دھاتی پلیٹوں کا استعمال کرتا ہے۔ روایتی ہیٹ ایکسچینجر کے مقابلے میں اس کا ایک بڑا فائدہ یہ ہے کہ سیال بہت بڑے سطح کے رقبے کے سامنے آتے ہیں کیونکہ سیال پلیٹوں پر پھیلے ہوتے ہیں۔ یہ حرارت کی منتقلی کو آسان بناتا ہے، اور درجہ حرارت کی تبدیلی کی رفتار کو بہت بڑھاتا ہے۔ پلیٹ ہیٹ ایکسچینجرز اب عام ہیں اور بہت چھوٹے بریزڈ ورژن لاکھوں امتزاج بوائیلرز کے گرم پانی کے حصوں میں استعمال ہوتے ہیں۔ اتنے چھوٹے جسمانی سائز کے لیے اعلی حرارت کی منتقلی کی کارکردگی نے کمبینیشن بوائیلرز کے گھریلو گرم پانی (ڈی ایچ ڈبلیو) کے بہاؤ کی شرح میں اضافہ کیا ہے۔ چھوٹے پلیٹ ہیٹ ایکسچینجر نے گھریلو حرارتی اور گرم پانی میں بہت بڑا اثر ڈالا ہے۔ بڑے تجارتی ورژن پلیٹوں کے درمیان گیسکیٹس کا استعمال کرتے ہیں، جبکہ چھوٹے ورژن بریز ہوتے ہیں۔ ہیٹ ایکسچینجر کے پیچھے تصور پائپوں یا دیگر کنٹینمنٹ برتنوں کا استعمال ہے جو ایک سیال کو اس کے اور دوسرے سیال کے درمیان حرارت منتقل کرکے گرم یا ٹھنڈا کرتا ہے۔ زیادہ تر معاملات میں، ایکسچینجر ایک کنڈلی پائپ پر مشتمل ہوتا ہے جس میں ایک سیال ہوتا ہے جو دوسرے سیال پر مشتمل چیمبر سے گزرتا ہے۔ پائپ کی دیواریں عام طور پر دھات، یا اعلی تھرمل چالکتا والی کسی اور چیز سے بنی ہوتی ہیں، تاکہ تبادلے کو آسان بنایا جا سکے، جبکہ بڑے چیمبر کا بیرونی کیسنگ پلاسٹک سے بنا ہوتا ہے یا تھرمل موصلیت سے لیپت ہوتا ہے، تاکہ گرمی کو ایکسچینجر سے فرار ہونے سے روکا جا سکے۔ دنیا کا پہلا تجارتی طور پر قابل عمل پلیٹ ہیٹ ایکسچینجر (پی ایچ ای) 1923 میں ڈاکٹر رچرڈ سیلگ مین نے ایجاد کیا تھا اور اس نے سیالوں کو بالواسطہ طور پر گرم کرنے اور ٹھنڈا کرنے کے طریقوں میں انقلاب برپا کر دیا تھا۔ ڈاکٹر رچرڈ سیلگ مین نے 1910 میں ایلومینیم پلانٹ اینڈ ویسل کمپنی لمیٹڈ کے طور پر اے پی وی کی بنیاد رکھی، جو ایک ماہر من گھڑت کمپنی ہے جو شراب خانہ اور سبزیوں کے تیل کی تجارت کو ویلڈڈ برتنوں کی فراہمی کرتی ہے۔ نیز، اس نے آج کے کمپیوٹر کے ڈیزائن کردہ پتلی دھاتی پلیٹ ہیٹ ایکسچینجرز کے لیے معیار طے کیا جو پوری دنیا میں استعمال ہوتے ہیں۔ پلیٹ اور فریم ہیٹ ایکسچینجرز کا ڈیزائن پلیٹ ہیٹ ایکسچینجر (پی ایچ ای) ایک خاص ڈیزائن ہے جو درمیانی اور کم دباؤ والے سیالوں کے درمیان حرارت کی منتقلی کے لیے موزوں ہے۔ ویلڈڈ، نیم ویلڈڈ اور بریزڈ ہیٹ ایکسچینجرز کا استعمال ہائی پریشر سیالوں کے درمیان گرمی کے تبادلے کے لیے کیا جاتا ہے یا جہاں زیادہ کمپیکٹ پروڈکٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔ چیمبر سے گزرنے والے پائپ کی جگہ، اس کے بجائے دو متبادل چیمبر ہوتے ہیں، جو عام طور پر گہرائی میں پتلے ہوتے ہیں، جو ان کی سب سے بڑی سطح پر نالی دار دھات کی پلیٹ سے الگ ہوتے ہیں۔ پلیٹ اور فریم ہیٹ ایکسچینجر میں استعمال ہونے والی پلیٹیں دھات کی پلیٹوں کے ایک ٹکڑے کو دبانے سے حاصل کی جاتی ہیں۔ سٹینلیس سٹیل پلیٹوں کے لیے عام طور پر استعمال ہونے والی دھات ہے کیونکہ اس کی اعلی درجہ حرارت، اس کی طاقت اور اس کے کٹاؤ کی مزاحمت کا مقابلہ کرنے کی صلاحیت ہے۔ پلیٹیں اکثر ربڑ کی مہر لگانے والے گیسکیٹس کے ذریعے نکالی جاتی ہیں جنہیں پلیٹوں کے کنارے کے ارد گرد ایک حصے میں سیمنٹ کیا جاتا ہے۔ پلیٹوں کو مائع کے بہاؤ کی سمت کے صحیح زاویوں پر گرت بنانے کے لیے دبایا جاتا ہے جو ہیٹ ایکسچینجر میں چینلز سے گزرتا ہے۔ یہ گرت اس طرح ترتیب دی جاتی ہیں کہ وہ دوسری پلیٹوں کے ساتھ آپس میں جڑ جائیں جو پلیٹوں کے درمیان 1.3-1.5 ملی میٹر کے خلا کے ساتھ چینل بناتی ہیں۔ پلیٹوں کو ایک سخت فریم میں ایک ساتھ دبایا جاتا ہے تاکہ باری باری گرم اور ٹھنڈے سیالوں کے ساتھ متوازی بہاؤ کے راستوں کا انتظام تشکیل دیا جا سکے۔ پلیٹیں ایک انتہائی بڑا سطح کا رقبہ پیدا کرتی ہیں، جو تیز ترین ممکنہ منتقلی کی اجازت دیتی ہیں۔ ہر چیمبر کو پتلا بنانا اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ مائع کے حجم کی اکثریت پلیٹ سے رابطہ کرتی ہے، اور پھر تبادلے میں مدد کرتی ہے۔ ایکسچینجر میں حرارت کی منتقلی کو زیادہ سے زیادہ کرنے کے لیے گرت مائع میں ایک ہنگامہ خیز بہاؤ بھی پیدا کرتے ہیں اور اسے برقرار رکھتے ہیں۔ کم بہاؤ کی شرحوں پر اعلی درجے کی ہنگامہ آرائی حاصل کی جا سکتی ہے اور پھر اعلی حرارت کی منتقلی کا گتانک حاصل کیا جا سکتا ہے۔ شیل اور ٹیوب ہیٹ ایکسچینجرز کے مقابلے میں، پلیٹ ہیٹ ایکسچینجرز میں درجہ حرارت کا نقطہ نظر (سرد اور گرم ندیوں کے درجہ حرارت کے درمیان سب سے چھوٹا فرق) 1 ڈگری سینٹی گریڈ تک کم ہو سکتا ہے جبکہ شیل اور ٹیوب ہیٹ ایکسچینجرز کو 5 ڈگری سینٹی گریڈ یا اس سے زیادہ کے نقطہ نظر کی ضرورت ہوتی ہے۔ اتنی ہی مقدار میں حرارت کے تبادلے کے لیے، پلیٹ ہیٹ ایکسچینجر کا سائز چھوٹا ہوتا ہے، کیونکہ پلیٹوں کے ذریعہ گرمی کی منتقلی کا بڑا علاقہ (وہ بڑا علاقہ جس کے ذریعے گرمی سفر کر سکتی ہے) ہوتا ہے۔ پلیٹ ہیٹ ایکسچینجر میں اسٹیک سے پلیٹوں کے اضافے یا ہٹانے کے ذریعے گرمی کی منتقلی کے علاقے کو بڑھانا اور کم کرنا آسان ہے۔ پلیٹ ہیٹ ایکسچینجرز کا اندازہ لگانا تمام پلیٹ ہیٹ ایکسچینجرز باہر کی طرف ایک جیسے نظر آتے ہیں۔ فرق اندر، پلیٹ کے ڈیزائن کی تفصیلات اور استعمال شدہ سیلنگ ٹیکنالوجیز میں ہے۔ لہذا، پلیٹ ہیٹ ایکسچینجر کا جائزہ لیتے وقت، نہ صرف فراہم کی جانے والی مصنوعات کی تفصیلات کو تلاش کرنا بلکہ مینوفیکچرر اور پوسٹ کمیشننگ سروس اور اسپیئر پارٹس کی دستیابی کے ذریعہ کی جانے والی تحقیق اور ترقی کی سطح کا تجزیہ کرنا بھی بہت ضروری ہے۔ ہیٹ ایکسچینجر کا جائزہ لیتے وقت دھیان میں رکھنے والا ایک اہم پہلو ہیٹ ایکسچینجر کے اندر نالی کی شکلیں ہیں۔ دو اقسام ہیں: انٹرمیٹنگ اور شیورون کوروگیشن۔ عام طور پر، دباؤ میں کمی میں دیئے گئے اضافے کے لیے شیورون سے گرمی کی منتقلی میں زیادہ اضافہ پیدا ہوتا ہے اور یہ عام طور پر آپس میں ملنے والی نالی کے مقابلے میں زیادہ استعمال ہوتے ہیں۔ ہیٹ ایکسچینجرز کی کارکردگی کو بڑھانے کے لیے ترمیم کے اتنے مختلف طریقے ہیں کہ یہ انتہائی مشکوک ہے کہ ان میں سے کسی کو تجارتی سمیلیٹر کی مدد حاصل ہوگی۔ اس کے علاوہ، گرمی کی منتقلی میں اضافہ کرنے والے مینوفیکچررز سے کچھ ملکیتی ڈیٹا کبھی جاری نہیں کیا جا سکتا۔ تاہم، اس کا مطلب یہ نہیں ہے کہ ابھرتی ہوئی ٹیکنالوجی کے لیے کوئی بھی پیشگی پیمائش انجینئرز کے ذریعے مکمل نہیں کی جاتی ہے۔ ہیٹ ایکسچینجروں میں ہونے والی تبدیلیوں کی کئی مختلف شکلوں کے بارے میں سیاق و سباق کی معلومات ذیل میں دی گئی ہیں۔ روایتی ہیٹ ایکسچینجر کے استعمال کے مقابلے میں لاگت سے فائدہ اٹھانے والے ہیٹ ایکسچینجر کا بنیادی مقصد ہمیشہ ہیٹ ایکسچینجر کے اضافے سے پورا ہونا چاہیے۔ غلط کرنے کی صلاحیت، وشوسنییتا اور حفاظت دیگر امور ہیں جن سے نمٹا جانا چاہیے۔ سب سے پہلے ہے وقتا فوقتا صفائی۔ وقتا فوقتا صفائی (سائٹ پر صفائی) تمام فضلہ اور گندگی کو نکالنے کا سب سے موثر طریقہ ہے جو وقت کے ساتھ ہیٹ ایکسچینجر کی کارکردگی کو کم کرتا ہے۔ اس نقطہ نظر کے لیے پی ایچ ای (پلیٹ ہیٹ ایکسچینجر) کے دونوں اطراف کو نکالنے کی ضرورت ہوتی ہے، اس کے بعد نظام میں موجود سیال سے اس کی علیحدگی ہوتی ہے۔ دونوں طرف سے پانی کو اس وقت تک باہر نکالنا چاہیے جب تک کہ وہ مکمل طور پر صاف نہ ہو جائے۔ بہترین نتائج کے لیے فلشنگ باقاعدہ کارروائیوں کے برعکس سمت میں کی جانی چاہیے۔ ایک بار یہ ہو جانے کے بعد، صفائی کے ایجنٹ کو منتقل کرنے کے لیے سرکلر پمپ اور سولیوشن ٹینک کا استعمال کرنے کا وقت ہے جبکہ اس بات کو یقینی بناتے ہوئے کہ ایجنٹ پی ایچ ای (پلیٹ ہیٹ ایکسچینجر) گیسکیٹس اور پلیٹوں کے ساتھ مطابقت رکھتا ہے۔ آخر میں، جب تک خارج ہونے والی ندی صاف نہ ہو جائے، نظام کو دوبارہ پانی سے صاف کیا جانا چاہیے۔ پلیٹ ہیٹ ایکسچینجرز کی اصلاح پی ایچ ای میں بہتری حاصل کرنے کے لیے، دو اہم عوامل یعنی حرارت کی منتقلی کی مقدار اور دباؤ میں کمی پر اس طرح غور کرنا ہوگا کہ حرارت کی منتقلی کی مقدار کو بڑھانے اور دباؤ کے قطرے کو کم کرنے کی ضرورت ہے۔ پلیٹ ہیٹ ایکسچینجرز میں نالی دار پلیٹ کی موجودگی کی وجہ سے، زیادہ رگڑ کے نقصان کے ساتھ بہاؤ کے لیے نمایاں مزاحمت ہوتی ہے۔ اس طرح پلیٹ ہیٹ ایکسچینجرز کو ڈیزائن کرنے کے لیے دونوں عوامل پر غور کرنا چاہیے۔ رینالڈز نمبروں کی مختلف رینج کے لیے، پلیٹ ہیٹ ایکسچینجرز کے لیے بہت سے ارتباط اور شیورون زاویہ موجود ہیں۔ پلیٹ جیومیٹری پلیٹ ہیٹ ایکسچینجرز میں حرارت کی منتقلی اور دباؤ میں کمی کا سب سے اہم عنصر ہے، تاہم اس طرح کی خصوصیت درست طریقے سے تجویز نہیں کی گئی ہے۔ نالی دار پلیٹ ہیٹ ایکسچینجرز میں، پلیٹوں کے درمیان تنگ راستے کی وجہ سے، دباؤ کی بڑی صلاحیت ہوتی ہے اور راستے میں بہاؤ ہنگامہ خیز ہو جاتا ہے۔ لہذا، اسے دیگر قسم کے ہیٹ ایکسچینجرز کے مقابلے میں زیادہ پمپنگ پاور کی ضرورت ہوتی ہے۔ لہذا، زیادہ حرارت کی منتقلی اور کم دباؤ کو نشانہ بنایا جاتا ہے۔ پلیٹ ہیٹ ایکسچینجر کی شکل صنعتی ایپلی کیشنز کے لیے بہت اہم ہے جو دباؤ میں کمی سے متاثر ہوتے ہیں۔ بہاؤ کی تقسیم اور حرارت کی منتقلی کی مساوات پلیٹ ہیٹ ایکسچینجر کے ڈیزائن حسابات میں بہاؤ کی تقسیم اور دباؤ میں کمی اور حرارت کی منتقلی شامل ہیں۔ سابقہ کئی گنا میں بہاؤ کی تقسیم کا مسئلہ ہے۔ پلیٹ ہیٹ ایکسچینجر کی ترتیب ترتیب کو عام طور پر سیالوں کو تقسیم کرنے اور یکجا کرنے کے لیے دو کئی گنا ہیڈر کے ساتھ کئی گنا نظام میں آسان بنایا جا سکتا ہے، جسے ہیڈر میں بہاؤ کی سمت کے مطابق یو ٹائپ اور زیڈ ٹائپ ترتیب میں درجہ بندی کیا جا سکتا ہے، جیسا کہ کئی گنا ترتیب میں دکھایا گیا ہے۔ باسیونی اور مارٹن نے ڈیزائن کا پچھلا نظریہ تیار کیا۔ حالیہ برسوں میں وانگ نے تمام اہم موجودہ ماڈلز کو متحد کیا اور ایک انتہائی مکمل تھیوری اور ڈیزائن ٹول تیار کیا۔ پلیٹ ہیٹ ایکسچینجر سے گزرنے والے گرم اور ٹھنڈے سیالوں کے درمیان حرارت کی منتقلی کی کل شرح کا اظہار اس طرح کیا جا سکتا ہے: ق = یو اے ड़िمو ٹی ایم جہاں یو مجموعی طور پر حرارت کی منتقلی کا گتانک ہے، اے پلیٹ کا کل رقبہ ہے، اور ड़िمو ٹی ایم لاگ کا اوسط درجہ حرارت کا فرق ہے۔ U گرم اور سرد ندیوں میں حرارت کی منتقلی کے گتانک پر منحصر ہے۔ ان کی صفائی ہیٹ ایکسچینجر کو بند کرنے یا آپریشن میں خلل ڈالنے کی ضرورت کے بغیر فاؤلنگ اور اسکیلنگ سے بچنے میں مدد کرتی ہے۔ ہیٹ ایکسچینجر کی کارکردگی کو کم کرنے اور ٹیوب کی توسیع کی سروس لائف سے بچنے کے لیے، آن سی (آن لائن کلیننگ) کو اسٹینڈ لون اپروچ کے طور پر یا کیمیائی علاج کے ساتھ مل کر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ دوبارہ گردش کرنے والا بال ٹائپ سسٹم اور برش اور باسکٹ سسٹم کچھ او این سی تکنیک ہیں۔ او ایف سی (آف لائن کلیننگ) صفائی کا ایک اور موثر طریقہ ہے جو مؤثر طریقے سے ہیٹ ایکسچینجرز کی کارکردگی کو بڑھاتا ہے اور آپریٹنگ اخراجات کو کم کرتا ہے۔ یہ طریقہ، جسے پگجنگ بھی کہا جاتا ہے، بلٹ ڈیوائس جیسی شکل کا استعمال کرتا ہے جو ہر ٹیوب میں ڈالا جاتا ہے اور ٹیوب کو نیچے کرنے کے لیے ہائی ایئر پریشر کا استعمال کرتا ہے۔ کیمیائی دھونے، ہائیڈرو بلاسٹنگ اور ہائیڈرو لانسنگ او ایف سی کے علاوہ دیگر بڑے پیمانے پر استعمال ہونے والے طریقے ہیں۔ یہ دونوں تکنیکیں، جب کثرت سے استعمال کی جائیں گی، تو ایکسچینجر کو اس کی زیادہ سے زیادہ کارکردگی میں بحال کر دیں گی جب تک کہ فاؤلنگ اور اسکیلنگ آہستہ آہستہ پھسلنا شروع نہ ہو جائے اور ہیٹ ایکسچینجر کی کارکردگی کو بری طرح متاثر کرے۔ ہیٹ ایکسچینجر کے لیے آپریشن اور دیکھ بھال کی لاگت ضروری ہے۔ لیکن لاگت کو کم کرنے کے مختلف طریقے ہیں۔ سب سے پہلے، ہیٹ ایکسچینجر پر فاؤلنگ کی تشکیل کو کم کرکے لاگت کو کم کیا جا سکتا ہے جو مجموعی طور پر حرارت کی منتقلی کے گتانک کو کم کرتا ہے۔ تخمینہ شدہ تجزیے کے مطابق، فاؤلنگ کی تشکیل کے اثر سے آپریشنل نقصانات کی ایک بہت بڑی لاگت پیدا ہوگی جو 4 بلین ڈالر سے زیادہ ہے۔ کلیدی لاگت، توانائی کی لاگت، دیکھ بھال کی لاگت اور منافع کے نقصان کی لاگت سمیت کل فاؤلنگ لاگت۔ کیمیائی فاؤلنگ انفیکٹرز فاؤلنگ کنٹرول کے طریقوں میں سے ایک ہے۔ مثال کے طور پر، ایکریلک ایسڈ/ہائیڈروکسی پروپائل ایکریلیٹ (اے اے/ایچ پی اے) اور ایکریلک ایسڈ/سلفونک ایسڈ (اے اے/ایس اے) کوپولیمر کو کیلشیم فاسفیٹ کے جمع ہونے سے آلودگی کو روکنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ اگلا، ہیٹ ایکسچینجر کو عمودی طور پر نصب کرکے فاؤلنگ کے جمع ہونے کو بھی کم کیا جا سکتا ہے کیونکہ کشش ثقل کسی بھی ذرے کو ہیٹ ایکسچینجر میں حرارت کی منتقلی کی سطح سے دور کھینچتی ہے۔ دوسرا، جب سیر شدہ بھاپ کو سیال کے طور پر زیادہ گرم بھاپ کے مقابلے میں استعمال کیا جاتا ہے تو آپریشن کی لاگت کو کم کیا جا سکتا ہے۔ سپرہیٹڈ بھاپ ایک موصلیت اور ناقص ہیٹ کنڈکٹر کے طور پر کام کرتی ہے، یہ ہیٹ ایکسچینج جیسے ہیٹ ایپلی کیشن کے لیے موزوں نہیں ہے۔ پلیٹ فن ہیٹ ایکسچینجر ہیٹ ٹرانسفر ایل ایم ٹی ڈی حوالہ جات ببلیوگرافی بیرونی لنکس پلیٹ ہیٹ ایکسچینجرز سے متعلق شائع شدہ مضامین کی ایک فہرست J.M.Pinto اور J.A.W.Gut، یونیورسٹی آف ساؤ پالو، برازیل کے ذریعہ پلیٹ ہیٹ ایکسچینجر کی ترتیبات کے زیادہ سے زیادہ انتخاب کے لیے ایک اسکریننگ طریقہ۔ تھیسالونیکی کی ارسطو یونیورسٹی کے ایتھناسیوس جی کنارس، ایکٹیرینی اے موزا اور اسپیروس وی پارس کے ذریعہ ایک عام پلیٹ ہیٹ ایکسچینجر (پی ایچ ای) کے بہترین ڈیزائن کی تلاش۔ ہیٹ ایکسچینجرز