فريق التقنية · Kintek Solution

معامل انتقال الحرارة للمفاعل المغلف هو معلمة حاسمة تحدد مدى كفاءة انتقال الحرارة بين محتويات المفاعل والغلاف.ويتأثر هذا المعامل بعدة عوامل، بما في ذلك نوع التقليب وتصميم المفاعل وخصائص السوائل ووجود حواجز.وبينما لا تحدد المراجع المقدمة معامل انتقال الحرارة بشكل مباشر، إلا أنها تسلط الضوء على العوامل التي تؤثر عليه بشكل غير مباشر، مثل التقليب وحجم المفاعل والحواجز.وعادةً ما يتم تحديد معامل انتقال الحرارة تجريبيًا أو من خلال الارتباطات التجريبية، حيث يعتمد على الإعداد المحدد وظروف تشغيل المفاعل.فيما يلي، نستكشف العوامل والاعتبارات الرئيسية التي تؤثر على معامل انتقال الحرارة في مفاعل مغلف.

---

شرح النقاط الرئيسية:

1. تعريف معامل الانتقال الحراري في المفاعلات المغلفة:

   • معامل انتقال الحرارة (U) هو مقياس لكفاءة انتقال الحرارة الكلية بين محتويات المفاعل والغلاف.ويتم التعبير عنه بوحدة W/م²-ك أو BTU/ساعة-قدم²-فهرنهايت.
   • وهو يمثل المقاومة المجمعة لانتقال الحرارة من جدار المفاعل والسائل داخل المفاعل والسائل في الغلاف.

2. العوامل المؤثرة على معامل انتقال الحرارة:

   • التحريك والخلط:
     • يؤثر نوع وسرعة التقليب بشكل كبير على نقل الحرارة.يضمن الخلط الفعال توزيعًا موحدًا لدرجات الحرارة ويقلل من التدرجات الحرارية، مما يعزز انتقال الحرارة.
     • تشير المراجع إلى أن نوع التقليب والحواجز تؤثر على قدرات الخلط، والتي بدورها تؤثر على معامل نقل الحرارة.
   • تصميم المفاعل:
     • يحدد حجم وشكل المفاعل مساحة السطح المتاحة لنقل الحرارة.وتحسن المساحات السطحية الأكبر عمومًا من كفاءة نقل الحرارة.
     • يحسن وجود الحواجز من الخلط ويمنع تكون الدوامات، مما قد يعزز نقل الحرارة.
   • خصائص السوائل:
     • تلعب اللزوجة والتوصيل الحراري والحرارة النوعية لمحتويات المفاعل وسائل الغلاف دورًا حاسمًا في تحديد معامل انتقال الحرارة.
     • على سبيل المثال، قد تتطلب السوائل عالية اللزوجة تقليبًا أكثر قوة لتحقيق نقل الحرارة بكفاءة.
   • تصميم السترة:
     • يؤثر معدل التدفق ودرجة حرارة وسيط التسخين أو التبريد في الغلاف على معامل نقل الحرارة.
     • كما يؤثر تصميم الغلاف (على سبيل المثال، حلزوني أو مدمج أو عادي) على كفاءة نقل الحرارة.

3. حساب معامل انتقال الحرارة:

   • في حين أن المراجع لا تقدم معادلات محددة، غالبًا ما يتم حساب معامل انتقال الحرارة باستخدام ارتباطات تجريبية أو بيانات تجريبية.
   • وتشمل الارتباطات الشائعة معادلة Dittus-Boelter للتدفق المضطرب أو معادلة Sieder-Tate للتدفق الصفحي، مع تعديلها لظروف خاصة بالمفاعل.
   • يمكن حساب معامل انتقال الحرارة الكلي (U) باستخدام المعادلة:

4. [ \frac{1}{U} = \frac{1}{h_i}+ \\frac{t_w}{k_w}+ \frac{1}{h_o}

   • ]
   • حيث (h_i) و(h_o) هما معاملات انتقال الحرارة الفردية لسوائل المفاعل والغلاف، و(t_w) هو سمك الجدار، و(k_w) هو التوصيل الحراري لمادة الجدار.
   • اعتبارات عملية لمشتري المعدات

5. : عند اختيار مفاعل مغلف، ضع في اعتبارك متطلبات نقل الحرارة الخاصة بمعالجتك.ويشمل ذلك نطاق درجة الحرارة المطلوبة، ومعدل التسخين أو التبريد، وخصائص المتفاعلات والمنتجات.

   • تأكد من توافق تصميم المفاعل (على سبيل المثال، نوع التقليب والحواجز وتكوين الغلاف) مع احتياجات نقل الحرارة الخاصة بك.
   • استشر المصنعين أو الخبراء لتحديد معامل نقل الحرارة الأمثل لتطبيقك المحدد.

6. التحديد التجريبي:

   • في العديد من الحالات، يتم تحديد معامل انتقال الحرارة تجريبيًا عن طريق قياس الفرق في درجة الحرارة بين محتويات المفاعل وسائل الغلاف، إلى جانب معدل انتقال الحرارة.

---

ويمكن أن يساعد الاختبار على النطاق التجريبي في التحقق من صحة الحسابات النظرية وتحسين أداء المفاعل.

تأثير الحساسية الضوئية والعوامل الأخرى

:	وفي حين أن المراجع تذكر الحساسية للضوء كعامل يتطلب تعديلات (على سبيل المثال، الطلاء الكهرماني)، فإن هذا لا يؤثر مباشرة على معامل انتقال الحرارة.ومع ذلك، فإنه يسلط الضوء على أهمية النظر في جميع المتطلبات الخاصة بالعملية عند تصميم أو اختيار مفاعل.
باختصار، معامل انتقال الحرارة لمفاعل مغلف هو معلمة معقدة تتأثر بعوامل متعددة، بما في ذلك التقليب وتصميم المفاعل وخصائص السوائل وتكوين الغلاف.في حين أن المراجع المقدمة لا تحدد القيم الدقيقة، إلا أنها تؤكد على أهمية تصميم المفاعل والخلط في تحقيق نقل الحرارة بكفاءة.بالنسبة للحسابات الدقيقة، عادةً ما يتم استخدام الارتباطات التجريبية أو البيانات التجريبية، ويوصى بالتشاور مع الشركات المصنعة للمفاعل لضمان الأداء الأمثل.	جدول ملخص:
العامل	التأثير على معامل انتقال الحرارة
التقليب والخلط	يعزز التوزيع الموحد لدرجة الحرارة ويقلل من التدرجات الحرارية.
تصميم المفاعل	تعمل المساحات السطحية الأكبر والحواجز على تحسين كفاءة الخلط ونقل الحرارة.
خصائص السوائل	تؤثر اللزوجة والتوصيل الحراري والحرارة النوعية على كفاءة نقل الحرارة.

تصميم السترة يؤثر معدل التدفق، ودرجة الحرارة، وتكوين الغلاف (على سبيل المثال، حلزوني، مدمج) على انتقال الحرارة. البيانات التجريبية