তাপ বিনিময় ইউনিট কিভাবে কাজ করে?

তরল বিচ্ছিন্নতা (মূলধারার মোড)বেশিরভাগ শিল্প ও বিদেশী বাণিজ্য তাপ বিনিময় ডিভাইস দুটি তরলের মিশ্রণ এবং দূষণ এড়াতে উচ্চ তাপ পরিবাহিতা কঠিন দেয়ালের (যেমন ধাতব পাইপের দেয়াল, ঢেউতোলা ধাতব প্লেট) মাধ্যমে গরম এবং ঠান্ডা তরলকে কঠোরভাবে পৃথক করে এবং শুধুমাত্র দেয়ালের মধ্য দিয়ে তাপ স্থানান্তর করার অনুমতি দেয়; কিছু বিশেষ পরিস্থিতিতে (যেমন কুলিং টাওয়ার) তাপ বিনিময় প্রক্রিয়ার জন্য ব্যবহার করা হয়, তবে তাপ বিনিময় প্রক্রিয়ার জন্য সরাসরি ব্যবহার করা হয়। তরল মিশ্রণযোগ্যতা পূরণ করা আবশ্যক।

চালিকা শক্তি: তাপমাত্রার পার্থক্য (ΔT)তাপ স্থানান্তরের মূল চালিকা শক্তি হল গরম এবং ঠান্ডা তরলের মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্য। তাপমাত্রার পার্থক্য যত বেশি হবে, তাপ স্থানান্তর হার তত দ্রুত হবে। যতক্ষণ পর্যন্ত দুটি তরলের মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্য থাকবে, ততক্ষণ পর্যন্ত তাপ স্থানান্তর স্বতঃস্ফূর্তভাবে ঘটবে যতক্ষণ না দুটি তরলের মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্য শূন্যের কাছাকাছি আসে এবং একটি গতিশীল ভারসাম্য না পৌঁছায়, যে সময়ে কার্যকর তাপ স্থানান্তর মূলত বন্ধ হয়ে যায়।

মূল প্রক্রিয়া:৩

- পরিচলন তাপ স্থানান্তর (তরল → প্রাচীর): যখন একটি উচ্চ-তাপমাত্রার তরল একটি প্রাচীরের একপাশে প্রবাহিত হয়, তখন তরল অণুগুলি প্রাচীরের সাথে সংঘর্ষ করে এবং দেওয়ালে তাপ স্থানান্তর করে। একই সময়ে, তরলের নিজস্ব ম্যাক্রোস্কোপিক প্রবাহ (অশান্ত) ক্রমাগত দেয়ালে অভ্যন্তরীণ তাপ স্থানান্তর করে। প্রবাহের হার যত দ্রুত এবং অশান্তি তত বেশি, তাপ স্থানান্তর দক্ষতা তত বেশি।

- তাপ সঞ্চালন (প্রাচীরের ভিতরে): কঠিন প্রাচীর উপাদানের আণবিক কম্পনের মাধ্যমে উচ্চ-তাপমাত্রার পাশের প্রাচীর থেকে নিম্ন-তাপমাত্রার পার্শ্ব প্রাচীর পর্যন্ত তাপ সঞ্চালিত হয়। প্রাচীরের উপাদানগুলির তাপ পরিবাহিতা (যেমন তামা এবং অ্যালুমিনিয়াম, যা স্টেইনলেস স্টিলের চেয়ে ভাল তাপ পরিবাহিতা) এবং প্রাচীরের পুরুত্ব এবং ফাউলিংয়ের মাত্রা সরাসরি পরিবাহন দক্ষতাকে প্রভাবিত করে।

- পরিচলন তাপ স্থানান্তর (প্রাচীর → তরল): নিম্ন-তাপমাত্রার পার্শ্ব প্রাচীর তাপকে প্রাচীরের কাছাকাছি নিম্ন-তাপমাত্রার তরল অণুতে স্থানান্তর করে। নিম্ন-তাপমাত্রার তরল তার প্রবাহের মাধ্যমে তাপ বহন করে, প্রাচীর এবং তরলের মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্য বজায় রাখে এবং অবিচ্ছিন্ন তাপ স্থানান্তর নিশ্চিত করে।

শক্তি ভারসাম্য:তাপ সংরক্ষণ আদর্শ অবস্থার অধীনে (অল্প পরিমাণে তাপের ক্ষতি উপেক্ষা করে), উচ্চ-তাপমাত্রার তরল দ্বারা নির্গত মোট তাপ নিম্ন-তাপমাত্রার তরল দ্বারা শোষিত মোট তাপের সমান, যা শক্তি সংরক্ষণের নিয়ম মেনে চলে। তাপ স্থানান্তরিত হওয়ার সাথে সাথে উচ্চ তাপমাত্রার তরল তাপমাত্রা কমতে থাকে- নিম্ন-তাপমাত্রার তরল ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পায়, এবং দুটির মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্য ধীরে ধীরে সংকুচিত হয়, এইভাবে তাপ স্থানান্তর হার হ্রাস পায়।