द्रवीकरण प्रणाली में प्लेट फिन हीट एक्सचेंजर का आंतरिक तापमान वितरण

द्रवीकरण प्रणाली में प्लेट फिन हीट एक्सचेंजर का आंतरिक तापमान वितरण:
1) नाइट्रोजन विस्तार चक्र: ऊष्मा विनिमय यंत्र के दोनों सिरों और मध्य भागों में ऊष्मा विनिमय तापमान अंतर बहुत कम होता है, जबकि अन्य भागों में यह अंतर अधिक होता है। हालांकि, ऊष्मा विनिमय यंत्र के डिजाइन में न्यूनतम ऊष्मा स्थानांतरण तापमान अंतर के लिए कुछ निश्चित आवश्यकताएं होती हैं, जो बहुत कम नहीं हो सकता। सामान्यतः, ऊष्मा विनिमय तापमान अंतर का वितरण असमान होता है, तापमान अंतर अधिक होता है, और अपरिवर्तनीय हानि भी अधिक होती है, इसलिए संबंधित कंप्रेसर की शाफ्ट बिजली की मांग अधिक होगी;
2) नाइट्रोजन मीथेन विस्तार चक्र: ऊष्मा विनिमयकर्ता के निम्न-तापमान भाग में शीतलन क्षमता थ्रॉटल वाल्व द्वारा प्रदान की जाती है। नाइट्रोजन और मीथेन का मिश्रण थ्रॉटल होने पर ठंडा हो जाता है। मीथेन की उच्च मात्रा के कारण, थ्रॉटलिंग के बाद ठंडे सिरे पर तापमान अंतर कम होता है। तापमान बढ़ने के बाद, मीथेन और नाइट्रोजन तेजी से वाष्पीकृत हो जाते हैं, जिससे बड़ी मात्रा में शीतलन क्षमता प्राप्त होती है। परिणामस्वरूप ऊष्मा विनिमयकर्ता में तापमान अंतर बढ़ जाता है और वाष्पीकृत मिश्रित गैस का तापमान लगातार बढ़ता रहता है। इस ऊष्मा का उपयोग उच्च दाब वाले तरल प्राकृतिक गैस को शीतलन क्षमता प्रदान करने के लिए किया जाता है, और तापमान अंतर अपना प्रभाव दिखाना शुरू कर देता है। एक निश्चित मान तक कम होने के बाद, ठंडे द्रव को विस्तारक के आउटलेट पर निम्न-तापमान गैस के साथ मिलाया जाता है ताकि सिस्टम को निरंतर शीतलन क्षमता प्रदान की जा सके। कोल्ड बॉक्स के अंदर न्यूनतम तापमान अंतर सबसे गर्म सिरे, सबसे ठंडे सिरे और थ्रॉटल्ड द्रव और विस्तार द्रव के संगम पर होता है। इसके अलावा, हीट एक्सचेंजर का औसत तापमान अंतर भी नाइट्रोजन विस्तार द्रवीकरण चक्र की तुलना में कम होता है।
3) एमआरसी: हीट एक्सचेंजर के भीतर कम तापमान वाले सिरे पर ऊष्मा विनिमय तापमान अंतर कम होता है, जबकि सामान्य तापमान के करीब होने पर यह अंतर अधिक होता है। इसका मुख्य कारण यह है कि रेफ्रिजरेंट में ब्यूटेन के स्थान पर आइसोपेंटेन का उपयोग किया जाता है। संपीड़ित मिश्रित रेफ्रिजरेंट को समुद्री जल से ठंडा करने के बाद, रेफ्रिजरेंट में मौजूद आइसोपेंटेन द्रव में संघनित हो जाता है। संकुचित मिश्रित रेफ्रिजरेंट में, आइसोपेंटेन उच्च तापमान पर वाष्पीकृत होना शुरू हो जाता है, जिसमें वाष्पीकरण की गुप्त ऊष्मा अधिक होती है। ऊष्मा प्रवाह में प्राकृतिक गैस और उच्च दबाव वाले मिश्रित रेफ्रिजरेंट को ठंडा करते समय शीतलन क्षमता के इस हिस्से का उपयोग नहीं किया जा सकता है, इसलिए इस भाग में ऊष्मा विनिमय तापमान अंतर अधिक होता है। हालांकि, उच्च क्वथनांक वाले रेफ्रिजरेंट के रूप में ब्यूटेन के स्थान पर आइसोपेंटेन का उपयोग करने से न केवल बिजली की खपत कम होती है, बल्कि ऊष्मा विनिमय तापमान अंतर भी बढ़ता है, जो पूरे सिस्टम के लिए बहुत फायदेमंद है।
प्रशीतन चक्र के चरणों की संख्या बढ़ने के साथ, प्रशीतन प्रणाली की बिजली खपत कम हो जाती है, और प्रशीतन गुणांक और ऊर्जा दक्षता बढ़ जाती है, लेकिन प्रशीतन प्रदर्शन पर चरणों की संख्या में वृद्धि का प्रभाव कम हो जाता है। प्रशीतन चक्र के चरणों में वृद्धि से प्रक्रिया की जटिलता बढ़ जाती है और संचालन क्षमता कम हो जाती है। विभिन्न पैमानों वाली प्रशीतन प्रणालियों के इष्टतम चरण भिन्न-भिन्न होते हैं। पैमाना जितना बड़ा होगा, इष्टतम चरण उतने ही अधिक होंगे।

एमआरसी में प्रीकूलिंग के साथ और प्रीकूलिंग के बिना चक्र शामिल हैं। प्रीकूलिंग चक्र में शुद्ध रेफ्रिजरेंट प्रीकूलिंग और मिश्रित रेफ्रिजरेंट प्रीकूलिंग भी शामिल हैं। इन चक्रों में मिश्रित रेफ्रिजरेंट को विभिन्न चरणों में विभाजित किया जाता है। प्रत्येक चरण से अलग किए गए तरल को प्रशीतन के लिए उप-शीतित और थ्रॉटल किया जाता है, और अलग की गई गैस को ठंडा करके अलग किया जाता है। पृथक्करण चरण अलग-अलग होते हैं, प्रक्रिया की जटिलता अलग-अलग होती है, और प्रशीतन चक्र की दक्षता भी अलग-अलग होती है।
37. एमआरसी की प्रक्रिया डिजाइन में, प्रक्रिया संरचना को अनुकूलित करना और उपयुक्त चक्र संख्या का चयन करना आवश्यक है। एमआरसी में एकल-चरण एमआरसी, दो-चरण एमआरसी, तीन-चरण एमआरसी और बहु-चरण एमआरसी शामिल हैं। ये प्रशीतन चक्र वर्तमान में उपयोग में हैं। प्रशीतन चक्र के विभिन्न चरण, प्रशीतन बिजली की खपत और प्रक्रिया की जटिलता में भिन्नता को प्रसंस्करण के विभिन्न पैमाने के अनुसार चुना जाना चाहिए। एमआरसी अनुकूलन में संरचना अनुकूलन और प्रक्रिया पैरामीटर अनुकूलन शामिल हैं;