دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
گرفتگی، شکل گیری ناخواسته رسوب در سطوح گرم شده، یکی از مهمترین مشکلات حل نشده در صنعت لبنیات است. از این گرفتگی سه مشکل اساسی ناشی می شود. اول، کارآیی عملکرد کاهش می یابد. چون مواد راسب شده جریان سیال و انتقال حرارت را مختل می کند. که آن هم به کیفیت محصول صدمه می زند. به علاوه، ضرورت برطرف رسوب، زمان عملکرد بین چرخه رسوب زدایی را کاهش می دهد و به این ترتیب قیمت ها و هزینه ها را افزایش می دهد. رسوب زدایی روزانه متعاقب یک عملکرد معمول در صنعت لبنیات است و برای کیفیت محصول و بهداشت آن ضروری می باشد. هزینه های سالانه اضافی در صنعت لبنیات که بر اثر گرفتگیبه وجود می آید دراروپا سالانه 260 میلیون یورو تخمین زده می شود.
گرفتگی شیر تنها به صورت جزئی ،از روی طبیعت پیچیده آن شناخته می شود. روشن است که، گرفتگی را نمی توان حذف کرد اما روش هایی برای پرهیز از گرفتگی یا کاهش آن مورد توجه است. یک مدل گرفتگی شامل همه فرآیندهای مرتبط ابزاری قوی برای توسعه چنین روش هایی می باشد به این ترتیب، طرح و عملکرد برنامه های عملکردی را می توان با توجه به طول زمان عملکرد بهینه کرد و کیفیت محصول را افزایش داد.
آزمایش ها، حتی در مقیاس آزمایشگاهی، پر هزینه هستند و محدود به ویژگی های عملکردهای آزمایشی تحت توجه یعنی جنبه های فردی محصول و آزمایش می باشند. مقیاس برای کارخانه های صنعتی اکثراً صحت کافی و ممکن را ندارند. به علاوه، بسیاری از تجربیات محدود به سیستم های فرعی شیر می باشند و بنابراین برای مشاهدات کلی نیز کاربردی نیستند. نظارت بر جرم گرفتگی و رسوب زدایی، می تواند اطلاعات مفیدی برای تصمیم گیری های عملیاتی در کارخانه های فرآوری غذایی، فراهم نماید. جرم گرفتگی معمولاً از خارج از تجهیزات فرآوری صنعتی قابل مشاهده نیست و تنها می تواند از طریق اثرات مهمش، مثل افت فشار، آشکار گردد، که به حد کافی برای برچیدن رسوب های منطقه ای و کوچک حساس نیست.
رسوب های جرم گرفتگی در کارخانجات فراوری محصولات حیاتی و غذایی، معمولاً نسبت های مهمی از مایعات را در بر می گیرند و معمولاً نرم و شکننده هستند. به عنوان یک نتیجه، آنها می توانند به آسانی به وسیله تماس، تغییر شکل یابند، و بنابراین ممکن نیست که بتوان ضخامت آنها را به طور صحیح به وسیله ابزار مکانیکی سنتی اندازه گرفت. علاوه بر این، تمایل رسوب های جرم گرفتگی بیولوژیکی به چروک شدگی یا نشست کردن آنها به محیط طبیعی شان، سنجیدن آنها را در هر محل دیگری، مشکل می سازد. این پروژه با هدف آشنایی بیشتر شما به فرایند جرم گرفتگی راههای محاسبه و کاهش آن جمع آوری شوده است
- 1 تعریف جرم گرفتگى:
جرم گیری واژه ای کلی که شامل هر نوع رسوب مواد خارجی است که بر روی سطح انتقال حرارت در طی عمر مبدل حرارتی ظاهر می شود. خاصیت واقعی و علت رسوب هر چیزی که باشد، مقاومت اضافی در انتقال حرارت ایجاد شده و ظرفیت عمل مبدل حرارتی متشابهاً کاهش می یابد. در بسیاری از موارد، رسوب برای تداخل با جریان سیال به اندازه کافی سنگین است و افت فشار مورد نیاز برای حفظ سرعت جریان را از طریق مبدل افزایش می دهد. طراح بایدتاثیر جرم گیری را بر عملکرد مبدل حرارتی در طی طول عمر عمل مطلوب در نظر گرفته و در طراحی خود برای ظرفیت اضافی و کافی تفریهاتی را انجام دهد تا اطمینان یابد که مبدل نیازهای فرایند را در هنگام بستن به منظور تمیز کردن برآورده می سازد. طراح باید در نظر بگیرد که چه مقدمات مکانیکی برای رسوب زدایی آسان ضروری هستند.
در نظر گرفتن جرم گیری عمدتاً موضوع تجربه است. جداولی از مقادیر خاص برای سرویس مختلف وجود دارند و همبستگی های انحصاری برای آب سرد کننده در دسترس است. انطباق جدول TEMA دراینجا در جدول 2-1 ارائه شده است. بااین وجود، عملکرد جرم گیری عمدتاً به متغیرهای زیادی بستگی دارد و این فعل و انفعالات بسیار پیچیده هستند، بنابراین هر مساله در حقیقت باید برای خطرات ناخواسته و شرایط خاص بررسی شود.
جرم گیری به دو روش بر عملکرد دستگاه ها تاثیر می گذارد:
- لایه رسوب گذار رسانایی گرمایی کمی دارد. این حالت مقاومت را در انتقال حرارت افزایش داده و بازده مبدل های حرارتی را کاهش می دهد و دما را افزایش می دهد.
- همانطوریکه جرم گیری رخ می دهد، بخش برش عرضی کاهش می یابد که باعث افزایش در افت فشار در دستگاه می شود.
1-2 هزینه به خاطر جرم گیری
علیرغم هزینه های بالای مربوط به جرم گیری ، فقط تحقیق بسیار محدودی در این پروژه انجام شده است دانش مطمئن درباره جنبه اقتصادی جرم گیری هنگام ارزیابی بازده هزینه استراتژی های مختلف کاهش اهمیت دارد. کل هزینه مربوط به جرم گیری می تواند به چهار بخش اصلی تقسیم شود:
- مصرف سرمایه که شامل مساحت سطحی اضافی، هزینه هایی برای موسسات سنگین تر، تدارکاتی برای فضای اضافی، حمل و نقل فزاینده و هزینه های نصب می باشد.
- هزینه های سوخت اضافی که در صورتی افزایش می یابد که جرم گیری منجر به مصرف سوخت اضافی در کوره ها یا دیگ های بخار شودو یا در صورتیکه انرژی ثانویه بیشتری همچون الکتریسته یا بخار فزاینده برای غلبه بر تاثیرات جرم گیری مورد نیاز باشد.
- تولید در طی بسته شدن برنامه ریزی شده و برنامه ریزی نشده کارخانه به خاطر جرم گیری کاهش می یابد.
- اینها غالباً به عنوان هزینه های اصلی جرم گیری در نظر گرفته می شوند و ارزیابی آنها بسیار مشکل می باشد.
بر طبق پریچارد و تکری (آزمایشگاه های هارول) حدود 15% از هزینه های نگهداری یک کارخانه تولیدی مختص به مبدل های حرارتی و دیگ های بخار است و از این مقدار احتمالاً نیمی تحت تاثیر جرم گیری قرار می گیرد.
جرم گیری در کارخانجات پتروشیی و پالایشگاه می تواند بسیار پر هزینه باشد زیرا مصرف سوخت را افزایش داده و منجر به وقفه در عملیات و کاهش تولید می شود و هزینه های نگهداری را افزایش می دهد. پانچال (آزمایشگاه ملی آرگن)، بر اساس تحقیق ون نوسترند، انرژی و خسارات اقتصادی مربوط به جرم گیری مبدل حرارتی را برای پالایشگاه های US، بیش از 2 میلیارد دلار در سال تخمین مجدد زد. هزینه های نگهداری در آمریکا اصلاح شدند زیرا آنها به خاطر مقررات محیطی اخیر به طور قابل ملاحظه ای افزایش یافتند.
1-3 انواع جرم گیری :
چندین مکانیسم مختلف اصلی که توسط آنها رسوبات ممکن است ایجاد شوند و هر یک از آنها به طور کلی به متغیرهای متعددی بستگی دارند. همچنین، دو یا چند مکانیسم جرم گیری می توانند در ارتباط با سرویس های داده شده روی دهند. در این بخش ما مکانیسم های اصلی جرم گیری و متغیرهای مهم تر را شناسایی خواهیم کرد.
الف. رسوب سازی: بسیاری از جریانات و به ویژه آب خنک کننده حاوی جامدات معلق هستند که می توانند بر روی سطح انتقال حرارت قرار گیرند. معمولاً رسوبات تشکیل شده به سطح نمی چسبند و محدود شده هستند، یعنی، هر قدر رسوب ضخیم تر می شود به راحتی شسته نمی شود و از این رو مقدار تانژانتی در یک دوره زمانی حفظ می شود. رسوب سازی عمدتاً تحت تاثیر سرعت است و کمتر تحت تاثیر دمای دیواره است. با این وجود، یک رسوب می تواند در دیواره گرم پخته شود و برداشتن آن خیلی مشکل می شود.
ب. جرم گرفتگى با قابلیت حل معکوس: نمک های مخصوصی که معمولاً در آب های طبیعی یافت می شوند. به ویژه سولفات کلسیم در آب گرم نسبت به آب سرد کمتر حل پذیر هستند. اگر چنین مواجه جریان یک دیواره در دمای بالاتر از اشباع شدگی مربوطه برای نمک حل نشده صورت گیرد، نمک بر روی سطح متبلور خواهد شد. بلورسازی در بخش های هسته سازی فعال همچون سایش ها و هسته ها پس از یک دوره القا آغاز شده و سپس برای پوشش دادن سطح کلی گسترده می شوند. این عمل ادامه خواهد یافت تا زمانیکه سطح موردتماس با رسوب دمایی بالاتر از اشباع شدگی داشته باشد. مقیاس بالا است و به عملکرد شدید مکانیکی و شیمیایی برای برداشتن آن نیاز دارد.
ج. جرم گیری با واکنش شیمیایی: مکانیسم های جرم گیری فوق عمدتاً تغییرات فیزیکی را در بر می گیرند. منبع رایج جرم گیری بر روی بخش جریان فرایند واکنش های شیمیایی هستند که منجر به تولید فاز جامد و نزدیک به سطح میشوند . بعنوان مثال ، سطح انتقال حرارت گرم ممکن است باعث تجزیه گرمایی یکی از اجزاء ترکیبی جریان فرایند شود که منجر به رسوبات کربن دار بر روی سطح میگردد. یا یک سطح ممکن است منجر به پلیمریزاسیون شود که در لایه ضخیمی از لاستیک سنتزی یا پلاستیک درجه پائین حاصل می گردد. این رسوبات غالباً بسیار مقاوم بوده وممکن است به چنین مقیاس هایی بعنوان از بین برنده رسوب به منظور بازگرداندن مبدل به عملکردی رضایت بخش نیاز داشته باشند.
د. جرم گرفتگى تولیدکننده زنگ زدگی: اگرجریان فلز سطح انتقال حرارت را از بین ببرد، محصولات فرسایش (زنگ زدگی) ممکن است برای حفاظت از فلز باقیمانده در برابر زنگ زدگی بیشتر ضروری باشد ، که در این حالت هر گونه تلاش جهت رسوب زدایی سطح ممکن است منجر به زنگ زدگی تسریع شده و نقص در مبدل شود . رسوب سازی بیولوژیکی. بسیاری از منابع آب خنک کننده و جریانات فرایند معدودی حاوی ارگانیسم ها هستند که به سطوح جامد چسبیده ورشد می کنند. این ارگانیسم ها از جلبک و خزه های میکروبی تا سرخاب ها و ماسل ها طبقه بندی می شوند. حتی هنگامیکه فقط یک نوار بسیار نازک وجود داشته باشد، مقاومت انتقال حرارت می تواند بسیار فوق العاده باشد. در جائیکه اشکال ماکروسکوپی همچون ماسل ها وجود داشته باشند. ماسله یکی از انتقال حرارت هاست که توسط حیوان وجود ندارد. بلکه توسط کانال های جریان مسدود می شوند. اگر جرم گیری بیولوژیکی بعنوان یک مشکل قلمداد شود، راه حل معمولی کشتن اشکال زنده توسط کلرین افزایی است یا برای باز داشتن از استقرار آن ها بر روی سطح انتقال حرارت با استفاده 90-10 نیکل- مس یا سایر لوله های آلیاژ بالای مس می باشد. بعنوان یک متغیر در کلرین افزایی مداوم، کلرین افزایی داخلی ممکن است موفقیت آمیز باشد.
و. مکانیسم های ترکیبی: اکثر فرایندهای جرم گیری فوق می توانند در ترکیب رخ دهند .مثال رایج ترکیبی از a وbدر آب برخ خنک کننده است. اکثر آب های سطحی حاوی کربنات های کلسیم و رسوبات هستند و غلظت این ترکیبات هنگامیکه آب از طریق سیستم خنک کننده مجدداً وارد چرخه می شود، افزایش می یابد. عملکرد این رسوبات بین دو حالت محدودکننده میانی است: بلورها به حفظ رسوب در محل تمایل دارند، اما طرح های ضعیفی در ساختار وجود دارند که از زمانی به زمان دیگر کم می شوند و باعث می شوند رسوبات در Patches شکسته شوند.
شامل بخشهای:
مقدمه. 1
فصل اول
جرم گرفتگی و انواع آن
1-1تعریف جرم گرفتگى.. 3
1-2 هزینه به خاطر جرم گیری.. 3
1-3 انواع جرم گیری : 4
1-4 راههاى کاهش جرم گرفتگى: 5
1- 5 تأثیر جرم گرفتگى بر انتقال حرارت: 5
فصل دوم
روشی براى محاسبه جرم گرفتگى.. 7
2-1محاسبه با استفاده از فاکتورها: 8
2-2محاسبه جرم گرفتگى با استفاده از مقاومت الکتریکی و حرارتی.. 9
مقاومت الکتریکی و مقاومت گرمایی.. 13
2-2-3 عینی سازی فرایند جرم گرفتگی.. 15
فصل سوم. 19
گرفتگی در مبدل های حرارتی.. 19
3-1 گرفتگی در مبدل های حرارتی صفحه ای.. 20
3-1-3 اندازه گیری های ضخامت لایه رسوب یافته. 24
3-1-4 رسانایی الکتریکی رسوب... 24
3-1-5 اثر شرایط هیدرودینامیک بر روی جرم گرفتگی.. 29
3-1-6 اثر دما بر روی جرم گرفتگی.. 30
3-1-7 جرم گرفتگی شیر. 44
3-1-8 جرم گرفتگی wpc. 45
3-1-9 مقایسه جرم گرفتگی شیر و wpc. 46
3-2 گرفتگی در مبدلهاى حرارتى لوله اى.. 47
3-2-1 جریان سیال، انتقال جرم و حرارت... 49
3-2-2 مدل سازی بر اساس استدلال نامعلوم. 51
3-2-3کشف حالت... 51
3-2-4 رسوب گذاری پروتئین.. 52
3-2-5 رسوب نمک.... 53
3-2-6 فقدان فشار، نرمی سطح.. 53
فصل چهارم
رسوب زدایی57
4-1-1 رسوب زدایی با استفاده از مقاومت الکتریکی و حرارتی.. 58
نتیجه گیری
منابع و مراجع
شامل 65 صفحه فایل word قابل ویرایش
