পেট্রোকেমিক্যাল দক্ষতার জন্য শেল এবং টিউব তাপ এক্সচেঞ্জার

একটি বিশাল তেল শোধনাগারের কল্পনা করুন, যেখানে জটিল পাইপগুলির নেটওয়ার্কগুলি একটি জীবন্ত প্রাণীর রক্তনালীর মতো একে অপরের সাথে সংযুক্ত। এই জটিল সিস্টেমগুলির কেন্দ্রে, শেল-এবং-টিউব হিট এক্সচেঞ্জারগুলি গুরুত্বপূর্ণ "সংবহন কেন্দ্র" হিসাবে কাজ করে, যা নীরবে শক্তি স্থানান্তর এবং রূপান্তরকে সহজতর করে। এই সর্বব্যাপী ডিভাইসগুলি পেট্রোকেমিক্যাল প্রক্রিয়াকরণের মতো উচ্চ-চাপের অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে অপরিহার্য ভূমিকা পালন করে। তবে তারা কীভাবে কাজ করে এবং তাদের বাস্তবায়নে কী কী নকশা বিবেচনাগুলি নিয়ন্ত্রণ করে? এই বিস্তৃত অনুসন্ধান শেল-এবং-টিউব হিট এক্সচেঞ্জারের বহু-faceted প্রকৃতি প্রকাশ করে।

নামটি যেমন বোঝায়, এই হিট এক্সচেঞ্জারগুলি দুটি প্রাথমিক উপাদান নিয়ে গঠিত: একটি বাইরের শেল যা একটি অভ্যন্তরীণ টিউব বান্ডিলকে আবদ্ধ করে। নলাকার শেলটি একটি চাপযুক্ত পাত্র হিসাবে কাজ করে যাতে অসংখ্য টিউব থাকে যার মাধ্যমে তরল প্রবাহিত হয়। তাপ বিনিময় টিউব প্রাচীর জুড়ে ঘটে যা দুটি তাপমাত্রা-নিয়ন্ত্রিত তরল প্রবাহকে পৃথক করে। টিউব কনফিগারেশন মসৃণ-প্রাচীরযুক্ত থেকে লম্বালম্বিভাবে ফিনযুক্ত ডিজাইন পর্যন্ত পরিবর্তিত হয়, প্রতিটি আলাদা তাপ স্থানান্তর প্রয়োজনীয়তা পরিবেশন করে।

তাদের শিল্প ব্যাপকতা কমপ্যাক্ট নির্মাণ, উচ্চ-চাপ সহনশীলতা এবং কার্যকরী বহুমুখীতা থেকে উদ্ভূত হয়। এই ইউনিটগুলি বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশন জুড়ে তরল-তরল, গ্যাস-গ্যাস, বাষ্পীভবন এবং ঘনীভবন প্রক্রিয়াগুলি দক্ষতার সাথে পরিচালনা করে।

মৌলিক কার্যকারিতা প্রক্রিয়াটি পরিবাহী টিউব প্রাচীর দ্বারা পৃথকীকৃত তরলগুলির মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্যের উপর নির্ভর করে। সাধারণত, একটি মাধ্যম টিউবগুলির মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয় (টিউব-সাইড তরল) যখন অন্যটি শেলের ভিতরে তাদের চারপাশে ঘোরে (শেল-সাইড তরল)। দক্ষতা বাড়ানোর জন্য, শেল-সাইড প্রবাহ প্রায়শই টিউব বান্ডিলের সাথে লম্বভাবে ক্রস-কারেন্ট প্যাটার্ন গ্রহণ করে। কৌশলগতভাবে স্থাপন করা বাফলগুলি শেল-সাইড তরলকে একাধিকবার টিউবগুলির চারপাশে ঘুরিয়ে দেয়, যা আলোড়ন বাড়ায় এবং তাপ স্থানান্তর সহগগুলিকে উন্নত করে।

তাপ উষ্ণতর থেকে শীতল তরলে স্থানান্তরিত হয়—দিকনির্দেশনা প্রক্রিয়ার প্রয়োজনীয়তার উপর নির্ভর করে। উদাহরণস্বরূপ, গরম করার অ্যাপ্লিকেশনগুলি গরম মাধ্যম হিসাবে বাষ্প ব্যবহার করতে পারে যখন শীতল প্রক্রিয়াগুলি ঠান্ডা জল ব্যবহার করতে পারে। কর্মক্ষমতা তরল বৈশিষ্ট্য, প্রবাহের বেগ, টিউব উপকরণ এবং কাঠামোগত প্রকৌশল সহ একাধিক ভেরিয়েবলের উপর নির্ভর করে।

• তরল বরাদ্দ: পরিষ্কার, নন-ক্ষয়কারী তরলগুলি সাধারণত সহজ রক্ষণাবেক্ষণের জন্য টিউব দিকগুলি দখল করে, যখন ফাউলিং বা ক্ষয়কারী মাধ্যম শেলগুলির মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়। উচ্চ-চাপের প্রবাহ সাধারণত শেল স্ট্রেস কমাতে টিউবগুলির মধ্য দিয়ে যায়।
• টিউব বিন্যাস: ত্রিভুজাকার প্যাটার্নগুলি উচ্চতর তাপ স্থানান্তর সরবরাহ করে তবে বর্গাকার বিন্যাসের তুলনায় পরিষ্কার করা আরও জটিল করে তোলে।
• বাফল প্রকৌশল: এই প্রবাহ-নির্দেশক উপাদানগুলি তাদের ব্যবধান, উচ্চতা এবং জ্যামিতির মাধ্যমে আলোড়ন এবং চাপ হ্রাসের উপর সমালোচনামূলকভাবে প্রভাব ফেলে।
• টিউব স্পেসিফিকেশন: পরিমাণ এবং মাত্রা সরাসরি তাপ স্থানান্তর এলাকা এবং চাপ হ্রাসের উপর প্রভাব ফেলে—ছোট ব্যাস এবং উচ্চ টিউব গণনা সাধারণত দক্ষতা উন্নত করে।
• শেল কনফিগারেশন: নলাকার বা আয়তক্ষেত্রাকার শেলগুলিকে প্রবাহের পরিমাণগুলি মিটমাট করার সময় কার্যকরী চাপ সহ্য করতে হবে।

• ফিক্সড টিউব শীট: সরল, অর্থনৈতিক ডিজাইন যা ফাউলিং তরলের জন্য অনুপযুক্ত কারণ বান্ডিলগুলি অপসারণযোগ্য নয়।
• ইউ-টিউব: তাপীয় প্রসারণকে মিটমাট করে তবে পরিষ্কারের চ্যালেঞ্জ এবং ডেড জোন তৈরি করে।
• ফ্লোটিং হেড: রক্ষণাবেক্ষণের জন্য বান্ডিল অপসারণের অনুমতি দেয় এবং উচ্চতর খরচে বৃহত্তর তাপমাত্রা পার্থক্য পরিচালনা করে।
• প্যাকড বান্ডিল: সরল নির্মাণে লিক হওয়ার ঝুঁকি থাকে, যা কম-চাপ, অ-বিপজ্জনক অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহারের সীমাবদ্ধতা দেয়।

পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলি বিশেষায়িত ইউ-টিউব বাষ্প জেনারেটর ব্যবহার করে—দ্বি-ফেজ এক্সচেঞ্জার যা টারবাইন-ড্রাইভিং বাষ্পে পুনর্ব্যবহৃত জলকে ফুটিয়ে তোলে। বেশিরভাগ ইউনিটে ১, ২, বা ৪ টিউব-সাইড পাস (শেলের মাধ্যমে তরল ট্রাভার্সাল) থাকে। পাওয়ার প্ল্যান্ট সারফেস কনডেনসারগুলি সাধারণত একক-পাস সরল-টিউব ডিজাইন ব্যবহার করে।

• তাপ পরিবাহিতা: তামা এবং অ্যালুমিনিয়াম তাপ স্থানান্তর দক্ষতায় শ্রেষ্ঠত্ব অর্জন করে।
• জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা: প্রক্রিয়া মাধ্যমের সাথে উপাদান সামঞ্জস্যতা অবনতি রোধ করে—টাইটানিয়াম অ্যাসিড প্রতিরোধ করে, নিকেল ক্ষার প্রতিরোধ করে।
• কাঠামোগত অখণ্ডতা: কার্বন ইস্পাত এবং স্টেইনলেস স্টীল উচ্চ-চাপ অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য শক্তি সরবরাহ করে।
• অর্থনৈতিক কারণ: খরচ-কার্যকারিতা কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তাগুলিকে ভারসাম্যপূর্ণ করে।

সাধারণ উপকরণগুলির মধ্যে রয়েছে তামা খাদ, স্টেইনলেস স্টীল, টাইটানিয়াম এবং চরম তাপমাত্রার জন্য পিএফএর মতো বিশেষায়িত পলিমার। অনুপযুক্ত নির্বাচনের ফলে শেল এবং টিউব দিকের মধ্যে লিক, দূষণ বা চাপ হ্রাস হওয়ার ঝুঁকি থাকে।

• পেট্রোকেমিক্যাল: কাঁচা তেল, মধ্যবর্তী এবং প্রতিক্রিয়া পণ্য গরম/শীতল করা।
• বিদ্যুৎ উৎপাদন: জীবাশ্ম এবং পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রে টারবাইন নিষ্কাশন বাষ্প ঘনীভূত করা।
• ধাতুবিদ্যা: গলন এবং ধাতু প্রক্রিয়াকরণ প্রক্রিয়ায় তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ।
• খাদ্য/ফার্মাসিউটিক্যাল: ভোক্তব্য এবং ওষুধের জন্য স্যানিটারি তাপ চিকিত্সা।
• HVAC: বড় বিল্ডিংগুলিতে জলবায়ু নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা।
• হাইড্রোলিক্স: ভারী যন্ত্রপাতিতে লুব্রিকেন্ট এবং ট্রান্সমিশন তরল শীতল করা।

গুরুত্বপূর্ণ সুরক্ষা ব্যবস্থাগুলির মধ্যে রয়েছে চাপ ত্রাণ ডিভাইস (ফাটল ডিস্ক বা ভালভ) যা টিউব ব্যর্থতার কারণে অতিরিক্ত চাপ থেকে রক্ষা করে। নকশা এবং উত্পাদন টিইএমএ, এএসএমই বয়লার কোড এবং ইএন ১৩৪৪৫-৩-এর মতো কঠোর মানগুলি মেনে চলে, যা চাহিদাপূর্ণ পরিবেশে নির্ভরযোগ্যতা নিশ্চিত করে।

প্লেট হিট এক্সচেঞ্জারের তুলনায়, শেল-এবং-টিউব ডিজাইনগুলি উচ্চতর রক্ষণাবেক্ষণযোগ্যতা (বিশেষ করে ফ্লোটিং-হেড মডেল) এবং নলাকার নির্মাণের কারণে ব্যতিক্রমী চাপ সহনশীলতা প্রদান করে।