اکسترودر (Extruder)

اکستروژن یکی از روش های شکل دهی است که برای کاهش ضخامت یا سطح مقطح مواد به کار می‌رود. اکستروژن روشی بسیار انعطاف پذیری است و با استفاده از حدیده مناسب می توان طیف وسیعی از تولیدات را تهیه کرد. به عنوان مثال: تولید دانه گونه Granule production، تولید پروفیل Profile production،  تولید ورقه های بسیار نازک به طریقه دمشی  Film blowing،  قالبگیری دمشی  Blow Molding.اکسترودر یعنی مجموعه محفظه و ماردون که می توان به عنوان بدنه و واحد اصلی تولید قطعاتی با اشکال مختلف به کاربرد. اکسترودرها به دودسته" اکسترودر تک ماردونه"و"اکسترودر دو ماردونه" تقسیم بندی می شوند. اکسترودر ماردونه سه قسمت مجزا دارد ناحیه تغذیه  Feed Zone. ناحیه تراکم و فشردگی  Compression Zone و ناحیه اندازه گیری و سنجش.

یکی از مهمترین ویژگی پلیمرها و به ویژه پلاستیک ها سهولت شکل پذیری آنهاست . در بعضی حالات، قطعات نیمه کاملی نظیر ورقه ها یا میله های تولید شده، متعاقباً با استفاده از روشهای متداول ساخت، مانند جوشکاری یا ماشین کاری به قطعه نهایی تبدیل می شود. اما در بسیاری مواقع، قطعه نهایی، علیرغم برخورداری از شکلی کاملاً پیچیده، طی یک مرحله تولید می شود.

عملیات حرارت دادن، شکل دادن و خنک کردن ممکن است( مانند تولید لوله به روش اکستروژن) به دنبال یکدیگر و بدون وقفه (Continuous) انجام شود و یا ممکن است طی مراحلی ناپیوسته، زمانگیر و تکرار شونده( مثل عملیات تولید تلفن خانگی به روش قالبگیری تزریقی) صورت پذیرد که در اکثر موارد، فرایند به طور خودکار انجام شده برای تولید انبوه بسیار مناسب است .

طیف وسیعی از روشهای شکل دهی برای پلاستیک ها و پلیمرهای شکل پذیر کاربرد دارد. در بسیاری از حالات انتخاب روش به چگونگی شکل نهایی قطعه و گرما نرم یا گرما سخت بودن ماردون بستگی دارد . بنابراین در عملیات طراحی، آگاهی طراح از روش های متنوع شکل دهی، حائز اهمیت است زیرا اشکال ناجور و نامناسب قطعه و یا مسائل جزئی کار طراحی، ممکن است محدودیت هایی در انتخاب روش قالبگیری برای طراح ایجاد کند.

ادامه مطلب در:

http://petronet.ir/index.php?module=content&func=viewpage&pageid=350

ظرف تبخیر ناگهانی (Flash Drums)

ظروف تبخیر ناگهانی یا Flash drum ها ظروفی هستند که جریان سیال ورودی به خود را به صورت دو فاز مایع و گاز در می آورند. به طور کلی ظروف تبخیر ناگهانی یا Flash drum ها از تنوع زیادی در صنعت برخوردار نیستند. برای جداسازی آب موجود در نفت ، استفاده از یک استوانه عمودی نسبتاً کوچک که در زیر ظروف Flash قرار می گیرد،استفاده می کنند. به این قسمت از ظروف تبخیر ناگهانی Boot گفته می شود. ظروف تبخیر ناگهانی یا Flash drum ها از دستگاههایی به شمار می روند که کمتر باعث بروز مشکل در فرآیند می شوند. با این حال در مواردیکه عملیات واحد در حالت Start up یا Shut down می باشد و متغیرهای فرایندی در حال تغییر می باشند احتمال ایجاد تغییر در دما، فشار جریان ورودی به ظرف Flash امر عادی می باشد.

یکی از وسایلی که در اکثر واحدهای پالایشگاهی و پتروشیمیایی مورد استفاده قرار می گیرند و وظایف مختلف و مهمی بر عهده دارند، ظروف تبخیر ناگهانی هستندکه در اصطلاح ظروف Flash،نامیده می شوند.

جریان سیال ورودی به این ظروف، در داخل ظرف به صورت دو فاز مایع و گاز در می آید . اساس جداسازی اجزاء مختلف در ظروف Flash، اختلاف دانسیته موجود بین اجزاء می باشد . به طوری که اجزائی که دارای دانسیته بالاتری هستند از جریان مایع پایین ظرف خارج می شوند و اجزائی که دارای دانسیته پایین تری هستند از جریان گاز بالای ظرف خارج می شوند.

 
شکل 1 - شکل شماتیک یک ظرف تبخیر ناگهانی

دوفازی شدن جریان سیال به خاطر پایین بودن نسبی فشار جریان از فشار نقطه جوش جریان می باشد . این فشار نسبی پایین به جریان سیال اجازه می دهد که به دو فاز مایع و گاز تبدیل شود. در اکثر موارد از ظروف Flash در جایی استفاده می شود که جریان سیال دارای این قابلیت باشد. اما اگر فشار جریان سیال از فشار نقطه جوش سیال بالاتر باشد و بخواهیم از ظرف Flash استفاده کنیم از یک شیر فشارشکن قبل از ورود جریان به ظرف Flash استفاده می شود تا به این وسیله فشار جریان به مقدار مطلوب برسد.

بعضی از افراد به اشتباه تصور می کنند که ورود جریان مایع به یک ظرف بزرگ باعث دو فازی شدن جریان می شود. البته با توجه به وجود فشار بخار مایعات، تبخیر کسر کوچکی از جریان مواد ورودی درست است . اما اساس کار در ظروف تبخیر ناگهانی در مورد جریان های مایع، عبور جریان مواد از شیر فشار شکن، ایجاد افت فشار زیاد در جریان و در نتیجه آن تبخیر کسر قابل توجهی از جریان ورودی به ظرف تبخیر ناگهانی می باشد . ظرف تبخیر ناگهانی نیز فضای لازم برای دو فازی شدن این سیال و امکان جداسازی این دو فاز را ایجاد می کند.

در محل ورود جریان سیال به ظرف تبخیر ناگهانی، از یک بافل (Baffle) که به صورت یک مانع در مقابل ورود سیال به ظرف قرار گرفته است، استفاده می شود. وظیفه این بافل ، جلوگیری از حرکت میان بری (Shortcut) جریان مواد ورودی به محل خروج گاز یا بخار خروجی از ظرف می باشد . در مورد ظروف تبخیر ناگهانی عمودی معمولا از یک بافل (Baffle) مدور استفاده می شودکه این بافل باعث ایجا د حرکت چرخشی مواد ورودی به ظرف می شود. حرکت چرخشی مواد، عامل ایجاد نیروی سانتریفوژی می باشد که باعث حرکت سریعتر مواد سنگین تر به پایین ظرف تبخیر ناگهانی می شود . در شکل 2 محل قرار گرفتن این بافل در دو ظرف تبخیر ناگهانی متفاوت نشان داده شده است.

 
شکل 2 - شکل شماتیک ظروف تبخیر تاگهانی عمودی و افقی و بافل مربوطه در هر مورد

ادامه مطلب در:

http://petronet.ir/index.php?module=content&func=viewpage&pageid=348

جوش آور واتر تیوب (Water tube Boiler)

جوش آورهای Water tube نیز از دیگ بخار، کوره و مشعل تشکیل شده اند لکن از دیگ بخار (Steam Drum) آن لوله های زیادی منشعب شده و به دیگ ته نشین کننده (Mud Drum) وصل می شود وضع انشعاب لوله ها و قرارگرفتن آنها در کوره به نحوی است که:

• لوله هایی که دورتر از آتش کوره قرار دارند آب را از دیگ بخار به دیگ ته نشین کننده می برند، این لوله ها را پایین بر (Downcomer) می گویند.
• لوله هایی که در مجاورت شعله آتش قرار دارند مخلوط آب و بخار آب را به دیگ بخار می برند این لوله ها را بالا بر (Riser) می نامند.

بر حسب شرایط مختلف جوش آورهای واترتیوب را با یک، دو یا بدون دیگ ته نشین کننده می سازند . سیستم گردش آب در جوش آورهای واتر تیوب می تواند به صورت های زیر باشد:

• سیستم گردش طبیعی آب (Natural Circulation) : می دانیم سیال با جرم کمتر همواره بالای سیال با جرم حجمی بیشتر قرار می گیرد، این پدیده مبنایی در طراحی سیستم گردش آب جوش آورها است. بر این مبنا اغلب لوله های انتقال آب و بخار، عمود بر سطح افق نصب می شوند و معمولا یک مخزن جداکننده آب و بخار در بالای جوش آور قرار داده می شود. آب توسط لوله های پایین بر به پایین جوش آور منتقل و توسط لوله هایی به نام هدر (Header) در لوله های اصلی توزیع می شود. همزمان آب،گرم شده، جرم حجمی آن کمتر شده و به بالا هدایت می شود. بنابراین سرعت لازم در جریان آب بر اساس وزن ستون آب (موجود در لوله های پایین بر ) و تفاوت جرم حجمی در لوله های اصلی حاصل می گردد.
• گردش اجباری کنترل شده (Controlled Forced Circulation): در سیستم هایی که اثر وزن آب در لوله های پایین بر نتواند به تنهایی ایجاد جریان لازم را نماید از یک پمپ کمکی هنگام راه اندازی استفاده می شود.
• سیستم گردش اجباری (Forced Circulation): در این سیستم علاوه بر استفاده از اصول گردش طبیعی آب برای به دست آوردن دبی های جرمی بالاتر از پمپ استفاده می کنند.

ساخت وجوه کوره وکانال های در معرض شعله و دود از جنس نسوز وبا ورقه فلزی، حجم کانال وکوره را زیاد کرده و سطح تبادل حرارتی را کم کرده و نیز خوردگی در آن زیاد است، با توجه به این مسایل، محل های در تماس با شعله و دود را از لوله هایی که آب در آنها جریان دارد می سازند. جریان آب از بالا رفتن دمای فلز و جداره لوله ها جلوگیری می کند. در نتیجه از خوردگی سریع آنها جلوگیری می کند.

شکل 4 - نمونه یک جوش آور واتر تیوب

ادامه مطلب در:

http://petronet.ir/index.php?module=content&func=viewpage&pageid=344

جوش آور فایر تیوب (Fire tube Boiler)

 این جوش آورها از سه قسمت دیگ بخار، کوره و مشعل تشکیل شده اند. ساختمان آن بدین صورت است که دیگ بخار آن به صورت یک دستگاه مبدل حرارتی پوسته و لوله است. این جوش آور بیشتر در جاهایی کار گذاشته می شود که بخواهند از هدر رفتن گرمای حاصل از یک فعل و انفعال جلوگیری کنند(مثل گرمای حاصل از سوزاندن گوگرد و اکسیژن برای تهیه اسید سولفوریک). در این نوع جوش آورها گازهای گرم از درون لوله های دیگ بخار می گذرند و ضمن تبادل حرارت با آب داخل پوسته، آب را به بخار تبدیل می کنند. در یک نوع از جوش آورهای Fire tube، دیگ عمودی بالا خشک است. این جوش آور شامل یک پوسته استوانه ای عمودی حاوی یک آتشدان استوانه ای و تعدادی لوله های دودی کوچک است. گرمای ناشی از عبور آتش از ورقه های آتشدان به آب درون دیگ از طریق تابش انتقال می یابد. گازهای داغ به سمت بالا و از میان لوله های دود به دودکش می روند و در این میان قسمتی از گرمای خود را به فلز لوله ها می دهند که سبب انتقال گرما به آب درون دیگ می شود . فشار این نوع جوش آورها به ندرت از 200 psi  تجاوز می کند.

مزایای جوش آورهای فایر تیوب:

هزینه ساخت جوش آورهای فایرتیوب کمتر از سایر انواع جوش آورها است، علاوه بر این، جوش آورهای فایرتیوب با داشتن سطح حرارتی مساوی آب بیشتری نسبت به سایر جوش آورها در دیگ بخار خواهند داشت. از این مولدها معمولا برای تولید حجم کم بخار استفاده می شود.

ادامه مطلب در:

http://petronet.ir/index.php?module=content&func=viewpage&pageid=343

جوش آور (Boiler)

جوش آور محفظ های است که با تغذیه آب به درون آن به کمک یک منبع گرمایی به طور پیوسته  بخار تولید می کند. در طرحهای اولیه جوش آور پوست های ساده با یک لوله تغذیه و یک خروجی بخار بودکه روی آن با آجر پوشیده   می شد. سوخت در داخل پوشش دیگ سوزانده می شد، سپس جوش آورهایی طراحی شد که در آن آب از درون لوله ها و آتش از بیرون آن عبور می کرد.

امروزه اجزای اصلی جوش آور را می توان به صورت زیر نام برد:

1. دیگ بخار (steam drum): ظرف استوانه ای بزرگی است که به طور افقی کارگذاشته می شود . درون نوع تکامل یافته آن تعداد زیادی جدا کننده آب وبخار (Separator) وجود دارد.
2. کوره (furnace) : محفظه ای است که نفت کوره یا گاز طبیعی در آن می سوزد.
3. مشعل (Burner): وسیله ای است که برای سوزاندن نفت کوره ویا گاز طبیعی در مجاورت هوا در محفظه احتراق بکار می رود. عموماً جوش آور را بویلر یا دیگ بخار نیز می نامند. ما در این متن از لفظ جوش آور استفاده  می کنیم.

شکل 1 - نمای کلی یک جوش آور

آبی که قرار است در جوش آور بخار شود قبلا تحت عمل هوازدایی توسط هیدرازین یا سایر مواد شیمیایی قرار می گیرد. زیرا اگر حبابهای هوا در این آب وجود داشته باشد حجم مفید آن کاهش می یا بد و نتیجتاً دارای کاهش تبادل حرارت هستیم علاوه بر این امکان خوردگی در سیستم افزایش پیدا می کند . عملیات دیگری که قبل از ورود آب به جوش آور بر روی آن انجام می شود پیش گرم کردن آن است . این کار برای بالا بردن راندمان سیستم انجام می شود و به این ترتیب است که آب قبل از ورود به جوش آور وارد محفظه ای به نام اکونومایزر      
(Economizer) می شود. اکونومایزر در واقع مبدل پوسته و لوله ای است که توسط دود خروجی از کوره آب را گرم می کند. به این صورت که دود قبل از ورود به دودکش از اکونومایزر گذشته و سیال را گرم می کند سپس از طریق دودکش به محیط فرستاده می شود.

تقسیم بندی جوش آورها:

جوش آورها را می توان از دیدگاههای مختلف تقسیم بندی نمود. چند نوع از این تقسیم بند ی ها به طور خلاصه در زیرآورده شده است. نحوه کار بعضی از انواع رایج این جوش آورها در صفحات بعد توضیح داده خواهد شد.

1. تقسیم بندی بر اساس جهت محور پوسته(عمودی یا افقی)
2. تقسیم بندی بر اساس نحوه استفاده از آن(ثابت یا قابل حمل)
3. تقسیم بندی بر اساس وضعیت کوره
4. تقسیم بندی بر اساس وضعیت نسبی آب و گازهای داغ (Water tube & Fire tube)

به جوش آورهایی که آب داخل لوله جریان داشته باشد لوله آبی (Water Tube) گفته می شود. دسته دیگر که گازهای داغ داخل لوله جریان دارد به جوش آورهای لوله دودی (Fire Tube) معروف می باشند. به علت اینکه این جوش آورها متداول می باشند درباره آنها بیشتر به بحث می پردازیم.

شکل 2- نحوه حرکت آب، بخار وهوا در یک جوش آور

ادامه مطلب در:

http://petronet.ir/index.php?module=content&func=viewpage&pageid=341