کندانسور آزمایشگاهی

در سیستم هایی که دارای انتقال گرما هستند ، کندانسور وسیله یا واحدی است که از طریق خنک کننده ، ماده ای از گاز را به حالت مایع متراکم می کند. با این کار گرمای نهان توسط ماده آزاد می شود و به محیط اطراف منتقل می شود. کندانسورها برای رد کارایی گرما در بسیاری از سیستمهای صنعتی استفاده می شوند. کندانسورها می توانند مطابق با طراحی های متعدد ساخته شوند ، و در اندازه های مختلف از کوچک و کوچک (دستی) گرفته تا بسیار بزرگ (واحدهای در مقیاس صنعتی که در فرآیندهای گیاهی مورد استفاده قرار می گیرند) تهیه شوند. به عنوان مثال یخچال فریزر برای خلاص شدن از گرمای حاصل از فضای داخلی واحد به هوای خارج از كندانسور استفاده می كند. کندانسورها در تهویه هوا ، فرایندهای شیمیایی صنعتی مانند تقطیر ، نیروگاههای بخار و سایر سیستمهای تبادل گرما استفاده می شوند. استفاده از آب خنک کننده یا هوای اطراف آن به عنوان خنک کننده در بسیاری از کندانسورها رایج است. [1] این بخش به گسترش نیاز دارد. با افزودن به آن می توانید کمک کنید. (سپتامبر 2019) نخستین کندانسور آزمایشگاهی ، "Gegenstromkühler" (کندانسور ضد جریان) ، در سال 1771 توسط شیمیدان سوئدی-آلمانی مسیحی وایگل اختراع شد. [2] تا اواسط قرن نوزدهم ، شیمی دان آلمانی Justus von Liebig پیشرفت های خاص خود را در طراحی های قبلی ویگل و یوهان فردریش آگوست گوتلینگ ارائه می داد ، و این وسیله با عنوان کندانسور لیبیگ شناخته می شد. [3] اصل عمل کندانسور برای انتقال گرما از یک مایع کار (به عنوان مثال آب در یک نیروگاه بخار) به یک مایع ثانویه یا هوای اطراف طراحی شده است. کندانسور به انتقال حرارت کارآمد که در طی تغییرات فاز رخ می دهد ، متکی است ، در این حالت در هنگام تراکم بخار به یک مایع. بخار به طور معمول در دمای بالاتر از مایع ثانویه وارد کندانسور می شود. با سرد شدن بخار ، به دمای اشباع می رسد ، درون مایع متراکم می شود و مقادیر زیادی گرمای نهان را آزاد می کند. از آنجا که این روند در طول کندانسور رخ می دهد ، مقدار بخار کاهش می یابد و مقدار مایع افزایش می یابد. در خروجی کندانسور ، فقط مایع باقی می ماند. برخی از طرح های کندانسور حاوی یک طول اضافی برای زیر آب کردن این مایع چگالش شده در زیر دمای اشباع است. [4] تغییرات بی شماری در طراحی کندانسور وجود دارد ، با متغیرهای طراحی از جمله مایع کار ، سیال ثانویه ، هندسه و مواد. مایعات ثانویه مشترک شامل آب ، هوا ، مبرد یا مواد تغییر فاز است. کندانسورها دو مزیت طراحی چشمگیر نسبت به سایر فن آوریهای خنک کننده دارند: انتقال حرارت توسط گرمای نهان بسیار مؤثرتر از انتقال حرارت فقط با گرمای معقول است درجه حرارت مایعات کار در طول میعان نسبتاً ثابت می ماند ، که اختلاف دمای بین مایع کار و ثانویه را به حداکثر می رساند. نمونه هایی از کندانسورها كندانسور سطحي است كه در آن ميان چگالنده و بخارات از نظر جسمي از هم جدا مي شوند و در صورت تمايل به تماس مستقيم استفاده نمي شوند. این یک مبدل حرارتی پوسته و لوله است که در قسمت خروجی هر توربین بخار در نیروگاه های حرارتی نصب شده است. معمولاً ، آب خنک کننده از طرف لوله جریان می یابد و بخار وارد قسمت پوسته ای می شود که تراکم در قسمت خارجی لوله های انتقال حرارت اتفاق می افتد. میعانات پایین و پایین در پایین جمع می شود ، غالباً در یک تابه داخلی که به آن یک گرمخانه گرم گفته می شود. طرف پوسته غالباً با خلاء یا خلاء جزئی عمل می کند ، که با تفاوت در حجم خاص بین بخار و میعانات تولید می شود. در مقابل ، بخار را می توان از طریق لوله های با آب خنک کننده یا هوای موجود در بیرون تغذیه کرد. در شیمی ، کندانسور دستگاهی است که بخارهای گرم را سرد می کند و باعث می شود که آنها به درون مایعات متراکم شوند. برای خازنهای در مقیاس آزمایشگاهی ، "خازن (آزمایشگاه)" ، به خلاف خازنهای در مقیاس صنعتی مراجعه کنید. نمونه های آن شامل کندانسور لیبیگ ، کندانسور گراهام و کندانسور آلیون است. این نباید با یک واکنش چگالشی اشتباه شود که دو قطعه را با یک واکنش اضافی و یک واکنش حذف به یک مولکول واحد پیوند می دهد. در تقطیر آزمایشگاهی ، ریفلاکس و اواپراتورهای دوار معمولاً از چندین نوع کندانسور استفاده می شود. کندانسور لیبیگ به سادگی یک لوله مستقیم درون یک ژاکت آب خنک کننده است و ساده ترین (و نسبتاً کم هزینه ترین) کندانسور است. کندانسور گراهام یک لوله مارپیچ درون یک ژاکت آب است و کندانسور Allihn دارای یک سری انقباضات بزرگ و کوچک در لوله داخلی است که هر یک سطح سطح را که اجزای بخار ممکن است چگال شود ، افزایش می دهد. با شکل های پیچیده تری برای ساخت ، این نوع دوم برای خرید نیز گران تر هستند. این سه نوع کندانسور از جنس شیشه های آزمایشگاهی هستند زیرا به طور معمول از شیشه ساخته می شوند. کندانسورهای تجاری موجود معمولاً به اتصالات شیشه ای زیر زمینی مجهز شده و به طول استاندارد 100 ، 200 و 400 میلی متر می آیند. کندانسورهای خنک کننده هوا غیر قابل جابجایی هستند ، در حالی که کندانسورهای خنک کننده آب حاوی ژاکت مخصوص آب هستند.