Քերծված մակերեսային ջերմափոխանակիչների ծագումը

Քերծված մակերեսային ջերմափոխանակիչների ծագումը

Քերծված մակերեսով ջերմափոխանակիչների ծագումն ու զարգացումը կարելի է հետագծել դեռևս 20-րդ դարի սկզբին։ Դրանց ստեղծումը մեկ գիշերվա հաջողություն չէր, այլ ավելի շուտ պատասխան էր ավանդական ջերմափոխանակիչների բնորոշ սահմանափակումներին՝ որոշակի նյութերի հետ աշխատելիս։

Հիմնական ծագումը՝ 1920-ականներ - 1930-ականներ

Քերծված մակերեսով ջերմափոխանակիչների հայեցակարգը և սկզբնական նախագծումը հիմնականում ձևավորվել են այս ժամանակահատվածում՝ սննդի արդյունաբերության, մասնավորապես՝ մարգարինի և պաղպաղակի արտադրության խթանմամբ։

1. Լուծման ենթակա խնդիրներ.

Բարձր մածուցիկության նյութեր. Կարագի, պաղպաղակի խառնուրդի և մուրաբայի նման նյութերը չափազանց մածուցիկ են և վատ հոսունություն ունեն ավանդական խողովակային կամ թիթեղային ջերմափոխանակիչներում, հեշտությամբ խցանվում են և հանգեցնում ջերմափոխանակման շատ ցածր արդյունավետության։

o Սղման զգայունություն. Այս նյութերում ճարպային բյուրեղների կամ սառցե բյուրեղների առաջացումը պահանջում է ճշգրիտ վերահսկողություն: Ինտենսիվ կամ անհավասար սառեցումը կարող է հանգեցնել կոպիտ կառուցվածքի և վատ համի:

o Կղտոտում և կոքսացում. Շաքար կամ սպիտակուց պարունակող նյութերը հակված են պնդանալու և կարամելանալու տաքացնող մակերեսների վրա, ոչ միայն ազդելով ջերմափոխանակման վրա, այլև առաջացնելով արտադրանքի վատթարացում և սարքավորումների մաքրման դժվարություն։

2. Տեխնոլոգիայի ռահվիրաներ.

Քերծված մակերեսով ջերմափոխանակիչների ամենավաղ արտոնագրերից մեկը կարելի է հետագծել 1920-ականների վերջից մինչև 1930-ականների սկիզբը: Օրինակ՝ մոտավորապես 1928 թվականին Գերմանիայի «Գերհարդ» ընկերության ինժեներները (որը հետագայում դարձավ APV խմբի մաս) առաջատար աշխատանք կատարեցին այս ոլորտում:

Մեկ այլ կարևոր դեմք էր CO (Չարլի) Լինը, որը նախագծեց առաջին առևտրային առումով հաջողակ քերած մակերեսային ջերմափոխանակիչը Girdler Corporation-ի Votator բաժնի համար ԱՄՆ-ում (մոտ 1933-1935): Այս սարքը սկզբնապես հորինվել է մարգարինի անընդհատ արտադրության համար: «Votator» անվանումը նույնիսկ երկար ժամանակ դարձավ քերած մակերեսային ջերմափոխանակիչների հոմանիշը:

Աշխատանքային սկզբունքի նորարարական կետեր

Քերծված մակերեսով ջերմափոխանակիչների հիմնական դիզայնը հնարամտորեն լուծում է վերը նշված խնդիրները.

• Քերման գործողություն. Ջերմափոխանակիչ գլանի ներսում մեծ արագությամբ պտտվում է քերիչներով հագեցած ռոտոր: Քերիչները, կենտրոնախույս ուժի կամ զսպանակների ազդեցության տակ, սերտորեն կպչում են գլանի պատին՝ անընդհատ քերելով ներքին պատի վրայի նյութական թաղանթը:

• Չորս հիմնական առավելություններ՝

1. Ջերմափոխանակման մակերեսի անընդհատ նորացում. կանխում է նյութի կպչունությունը և կեղտոտումը՝ պահպանելով ջերմափոխանակման չափազանց բարձր արդյունավետությունը։

2. Միատարր խառնում և կտրում. Ապահովում է ամբողջ նյութի միատարր տաքացումն ու սառեցումը և ապահովում է կառավարելի կտրող ուժ, որը կարևոր է բյուրեղացման գործընթացի համար (օրինակ՝ ճարպի բյուրեղացում և սառցե բյուրեղների առաջացում):

3. Չափազանց բարձր մածուցիկության հետ աշխատանք. Մեխանիկական քերիչով և հրմամբ հնարավոր է մշակել մածուցիկ, կրեմային և նույնիսկ հատիկավոր հեղուկներ, որոնք ավանդական ջերմափոխանակիչները չեն կարող կարգավորել:

4. Չափազանց կարճ պահպանման ժամանակ. Նյութը ջերմափոխանակիչով անցնում է բարակ թաղանթով, ինչը այն դարձնում է խիստ հարմար ջերմազգայուն նյութերի համար և առավելագույնի է հասցնում արտադրանքի համի, գույնի և սննդային արժեքի պահպանումը:

Մշակում և ժողովրդականություն

• 1940-ականներ - 1950-ականներ. Երկրորդ համաշխարհային պատերազմից առաջ և հետո սննդի արդյունաբերության արագացման հետ մեկտեղ, քերծված մակերեսային ջերմափոխանակիչները արագորեն կիրառվեցին կաթնամթերքի, մուրաբայի և սոուսների արդյունաբերություններում: Պաղպաղակի անընդհատ սառեցումը ևս մեկ կարևոր կիրառություն էր:

• 1960-ականներից մինչև մեր օրերը. Դրանց կիրառման ոլորտները ընդլայնվել են սննդի արդյունաբերությունից մինչև քիմիական, դեղագործական, նավթաքիմիական և պլաստիկ պոլիմերային արդյունաբերություններ: Դրանք օգտագործվում են բարդ հեղուկների, ինչպիսիք են պոլիմերային հալվածքները, պարաֆինը, ասֆալտը, կոսմետիկան և դեղագործական արտադրանքը, մշակման համար:

• Տեխնոլոգիական առաջընթաց. Ժամանակակից քերծված մակերեսով ջերմափոխանակիչները զգալի առաջընթաց են գրանցել նյութերի (օրինակ՝ մաշվածությանը դիմացկուն և կոռոզիային դիմացկուն կոշտ ծածկույթների կիրառումը), կնքման տեխնոլոգիայի, ավտոմատացման կառավարման (ջերմաստիճանի, ճնշման և արագության ճշգրիտ կառավարում) և մոդուլային նախագծման ոլորտներում:

Ամփոփում

Քերիչ ջերմափոխանակիչի ծագումը կարելի է ճշգրիտ տեղորոշել 1920-ական և 1930-ական թվականներին: Այն հորինվել է սննդի արդյունաբերության մեջ բարձր մածուցիկության և ջերմազգայուն նյութերի անընդհատ տաքացման, սառեցման, բյուրեղացման և ստերիլիզացման գործընթացային պահանջները բավարարելու համար: Դրա գյուտը նշանակալի նվաճում էր վերամշակող արդյունաբերության սարքավորումների պատմության մեջ՝ ընդլայնելով պարզ «ջերմափոխանակման» գործառույթը՝ հասցնելով «ջերմափոխանակման և մեխանիկական մշակման» համակցված գործողության: Մինչ օրս այն դեռևս անփոխարինելի դեր է խաղում արդյունաբերական բազմաթիվ ոլորտներում: