ताप विनिमय इकाइयां कैसे काम करत हैं?

द्रव अलगाव (मुख्यधारा मोड)अधिकांश औद्योगिक अऊर विदेशी व्यापार ताप विनिमय उपकरण दुइनौ तरल पदार्थन के मिश्रण अऊर संदूषण से बचे के लिए उच्च तापीय चालकता ठोस दीवारन (जैसे धातु पाइप दीवारन, नालीदार धातु प्लेट) के माध्यम से गर्म अऊर ठंडा तरल पदार्थन का सख्ती से अलग करत हैं, अऊर केवल दीवार के माध्यम से गर्मी का स्थानांतरित करै के अनुमति देत हैं; कुछ विशेष परिदृश्यन मा (जैसे कि शीतल द्रव सीधे संपर्क से गरम मिश्रण) विनिमय का उपयोग कीन जात है, लेकिन द्रव मिश्रण के लिए प्रक्रिया आवश्यकताओं का पूरा कीन जाय का चाही।

प्रेरक बल: तापमान अंतर (ΔT)गर्मी हस्तांतरण का मूल प्रेरक बल गर्म अऊर ठंडा तरल पदार्थन के बीच तापमान अंतर है। तापमान अंतर जेतना अधिक होई, ऊष्मा हस्तांतरण दर ओतना ही तेज होई। जब तक दुइनौ तरल पदार्थन के बीच तापमान अंतर होई, तब तक ऊष्मा हस्तांतरण अनायास होई जब तक कि दुइनौ तरल पदार्थन के बीच तापमान अंतर शून्य के पास न होइ जाई अऊर एक गतिशील संतुलन तक पहुँच न जाई, जेहि बिंदु पर प्रभावी ऊष्मा हस्तांतरण अनिवार्य रूप से बंद होइ जात है।

मूल प्रक्रिया:तीन-चरण ताप हस्तांतरण सबसे व्यापक रूप से उपयोग कीन जाय वाले अप्रत्यक्ष ताप विनिमय का उदाहरण के रूप मा लेत हुए, ताप हस्तांतरण मा लगातार तीन चरण होत हैं, जेहिमा से कौनो भी छोड़ा नाहीं जा सकत है:

- संवहन ताप हस्तांतरण (द्रव → दीवार): जब एक उच्च-तापमान द्रव दीवार के एक तरफ से बहत है, तो द्रव अणु दीवार से टकरा जात हैं अऊर दीवार मा ताप स्थानांतरित करत हैं। साथै साथ, द्रव के आपन मैक्रोस्कोपिक प्रवाह (अशांति) लगातार आंतरिक गर्मी का दीवार मा स्थानांतरित करत है। प्रवाह दर जेतना तेज अऊर अशांति जतना मजबूत होई, ऊष्मा हस्तांतरण दक्षता ओतना ही अधिक होई।

- ताप चालन (दीवार के अंदर): ठोस दीवार सामग्री के आणविक कंपन के माध्यम से उच्च-तापमान साइड वॉल से निम्न-तापमान साइड वॉल तक ताप संचालित कीन जात है। दीवार सामग्री (जैसे तांबा अऊर एल्यूमीनियम, जेहिमा स्टेनलेस स्टील के तुलना मा बेहतर तापीय चालकता है) के तापीय चालकता अऊर दीवार के मोटाई अऊर गंदगी के डिग्री सीधे चालन दक्षता का प्रभावित करत है।

- संवहन ताप हस्तांतरण (दीवार → द्रव): निम्न-तापमान साइड वॉल दीवार के पास निम्न-तापमान द्रव अणुओं मा ताप स्थानांतरित करत है। कम-तापमान वाला तरल पदार्थ अपने प्रवाह के माध्यम से गर्मी का दूर ले जात है, दीवार अऊर तरल पदार्थ के बीच तापमान के अंतर का बनाए रखत है अऊर निरंतर गर्मी हस्तांतरण सुनिश्चित करत है।

ऊर्जा संतुलन:गर्मी का संरक्षण आदर्श परिस्थितियन मा (थोड़ी मात्रा मा गर्मी के नुकसान का अनदेखा करत हुए), उच्च-तापमान द्रव द्वारा जारी कुल गर्मी निम्न-तापमान द्रव द्वारा अवशोषित कुल गर्मी के बराबर होत है, जवन ऊर्जा संरक्षण के नियम के अनुरूप होत है। जैसे-जैसे गर्मी स्थानांतरित होत है, उच्च तापमान का तापमान धीरे-धीरे कम होत जात है कम-तापमान तरल पदार्थ का धीरे-धीरे बढ़ जात है, अऊर दुइनौ के बीच तापमान अंतर धीरे-धीरे संकुचित हो जात है, जेहिसे ताप हस्तांतरण दर कम होइ जात है।