प्लेट-फ़िन हीट एक्सचेंजर्स आमतौर पर बफ़ल, फ़िन, सील और गाइड वेन से बने होते हैं। एक सैंडविच बनाने के लिए पंख, गाइड वेन और सील को दो आसन्न बाफलों के बीच रखा जाता है, जिसे चैनल कहा जाता है। इस तरह के सैंडविच को अलग-अलग द्रव प्रवाह पैटर्न के अनुसार ढेर किया जाता है और एक प्लेट बंडल बनाने के लिए पूरी तरह से ब्रेज़ किया जाता है। प्लेट बंडल प्लेट-फिन हीट एक्सचेंजर का मूल है।
प्लेट-फिन हीट एक्सचेंजर्स की विशेषताएं
(1) उच्च ताप स्थानांतरण दक्षता। चूंकि पंख तरल पदार्थ को परेशान करते हैं, सीमा परत लगातार टूटती रहती है, इसलिए इसमें एक बड़ा ताप हस्तांतरण गुणांक होता है। साथ ही, चूंकि विभाजन और पंख बहुत पतले होते हैं और उनमें उच्च तापीय चालकता होती है, प्लेट-फिन हीट एक्सचेंजर बहुत उच्च दक्षता प्राप्त कर सकता है।
(2) सघन. चूंकि प्लेट-फिन हीट एक्सचेंजर में एक विस्तारित माध्यमिक सतह होती है, इसलिए इसका विशिष्ट सतह क्षेत्र 1000㎡/m3 तक पहुंच सकता है।
(3) हल्का वजन। इसका कारण यह है कि यह कॉम्पैक्ट है और ज्यादातर एल्यूमीनियम मिश्र धातु से बना है। अब स्टील, तांबा, मिश्रित सामग्री आदि का भी बड़े पैमाने पर उत्पादन किया जाने लगा है।
(4) मजबूत अनुकूलनशीलता। प्लेट-फ़िन हीट एक्सचेंजर का उपयोग इसके लिए किया जा सकता है: गैस-गैस, गैस-तरल, तरल-तरल, विभिन्न तरल पदार्थों के बीच ताप विनिमय, और सामूहिक अवस्था परिवर्तन के साथ चरण परिवर्तन ताप विनिमय। प्रवाह चैनलों की व्यवस्था और संयोजन के माध्यम से, यह विभिन्न ताप विनिमय स्थितियों जैसे कि काउंटरकरंट, क्रॉसफ्लो, मल्टी-स्ट्रीम फ्लो और मल्टी-पास फ्लो के अनुकूल हो सकता है। इकाइयों के बीच श्रृंखला, समानांतर और श्रृंखला-समानांतर के संयोजन के माध्यम से, यह बड़े उपकरणों की ताप विनिमय आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है। उद्योग में, लागत कम करने के लिए इसे मानकीकृत और बड़े पैमाने पर उत्पादित किया जा सकता है, और बिल्डिंग ब्लॉक संयोजन के माध्यम से विनिमेयता का विस्तार किया जा सकता है।
(5) विनिर्माण प्रक्रिया की आवश्यकताएं सख्त हैं और प्रक्रिया जटिल है।
(6) इसे बंद करना आसान है, संक्षारण प्रतिरोधी नहीं है, और इसे साफ करना और मरम्मत करना मुश्किल है। इसलिए, इसका उपयोग केवल उन अवसरों में किया जा सकता है जहां हीट एक्सचेंज माध्यम साफ, गैर-संक्षारक है, स्केल करना आसान नहीं है, जमा करना आसान नहीं है, और बंद करना आसान नहीं है।
गर्मी हस्तांतरण तंत्र के दृष्टिकोण से, प्लेट-फिन हीट एक्सचेंजर अभी भी विभाजन हीट एक्सचेंजर से संबंधित है। इसकी मुख्य विशेषता यह है कि इसमें एक विस्तारित माध्यमिक गर्मी हस्तांतरण सतह (फिन) है, इसलिए गर्मी हस्तांतरण प्रक्रिया न केवल प्राथमिक गर्मी हस्तांतरण सतह (विभाजन) पर की जाती है, बल्कि माध्यमिक गर्मी हस्तांतरण सतह पर भी की जाती है। उच्च तापमान वाले पार्श्व माध्यम से ऊष्मा को प्राथमिक सतह से निम्न तापमान वाले पार्श्व माध्यम में डालने के अलावा, ऊष्मा का कुछ भाग फिन सतह की ऊंचाई दिशा के साथ, यानी की ऊंचाई दिशा के साथ भी स्थानांतरित किया जाता है। पंख, विभाजन गर्मी डालता है, और फिर गर्मी को संवहन द्वारा कम तापमान वाले माध्यम में स्थानांतरित किया जाता है। चूँकि फिन की ऊंचाई फिन की मोटाई से काफी अधिक है, फिन की ऊंचाई दिशा के साथ ताप संचालन प्रक्रिया एक सजातीय पतली गाइड रॉड के ताप संचालन के समान है। इस समय, फिन के थर्मल प्रतिरोध को नजरअंदाज नहीं किया जा सकता है। फिन के दोनों सिरों पर उच्चतम तापमान विभाजन तापमान के बराबर है। जैसे ही पंख और माध्यम संवहन द्वारा गर्मी छोड़ते हैं, पंख के मध्य क्षेत्र में मध्यम तापमान तक तापमान घटता रहता है।
प्लेट-फिन हीट एक्सचेंजर्स का अनुप्रयोग
प्लेट-फ़िन हीट एक्सचेंजर्स का उनके बेहतर प्रदर्शन और परिपक्व तकनीक के कारण विभिन्न औद्योगिक क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया जा रहा है।
1. वायु पृथक्करण उपकरण: मुख्य हीट एक्सचेंजर, सबकूलर, कंडेनसर बाष्पीकरणकर्ता और वायु पृथक्करण उपकरण के अन्य कम तापमान वाले हीट एक्सचेंजर्स में प्लेट-फिन हीट एक्सचेंजर्स का उपयोग उपकरण निवेश और स्थापना लागत को बचा सकता है, और यूनिट ऊर्जा खपत को कम कर सकता है।
2. पेट्रोकेमिकल: प्लेट-फिन हीट एक्सचेंजर्स में बड़ी प्रसंस्करण क्षमता, अच्छा पृथक्करण प्रभाव और कम ऊर्जा खपत के फायदे हैं। इनका उपयोग एथिलीन की गहरी ठंड पृथक्करण, सिंथेटिक अमोनिया नाइट्रोजन धुलाई, प्राकृतिक गैस, तेल क्षेत्र गैस पृथक्करण और द्रवीकरण जैसी प्रक्रियाओं में किया गया है।
3. इंजीनियरिंग मशीनरी: 20 से अधिक वर्षों के अनुसंधान और अभ्यास के बाद, दुनिया भर के देशों ने ऑटोमोबाइल, लोकोमोटिव रेडिएटर, उत्खनन तेल कूलर, रेफ्रिजरेटर रेडिएटर और उच्च-शक्ति ट्रांसफार्मर रेडिएटर पर प्लेट-फिन हीट एक्सचेंजर्स का बड़े पैमाने पर उत्पादन और उपयोग किया है।
4. अतिचालकता और अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी: कम तापमान वाली अतिचालकता और अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी के विकास ने प्लेट-फिन हीट एक्सचेंजर्स के अनुप्रयोग के लिए एक नया तरीका प्रदान किया है। प्लेट-फिन हीट एक्सचेंजर्स का उपयोग अमेरिकी अपोलो अंतरिक्ष यान और चीनी शेनझोउ अंतरिक्ष यान दोनों पर किया गया है।
