روغن انتقال حرارت چیست؟
روغن انتقال حرارت، روغنی است که باعث خنک سازی در یک طرف فرآیند، انتقال و ذخیره انرژی گرمایی و گرم شدن در طرف دیگر فرایند کار می شود. به طور کلی روغن های انتقال حرارت، به منظور جلوگیری از گرم شدن بیش از حد، درون یک سیستم یا یک دستگاه جریان می یابند تا گرما را به خارج از آن دستگاه یا سیستم خاص منتقل کنند.
روغن انتقال حرارت در کاربردهای بسیاری در فرآیندهای صنعتی که به گرم کردن یا سرمایش نیاز دارند، معمولاً در مدار بسته و در چرخه های مداوم استفاده می شود. برای دمای بالاتر، روغن های هیدروکربن مصنوعی یا سیلیکون فشار بخار کمتری را ایجاد می کنند.
مشخصات روغن انتقال حرارت
روغن های انتقال حرارت صنعتی دارای نقطه جوش و ظرفیت گرمایی بالایی هستند. نقطه جوش زیاد مانع از بخار شدن مایعات انتقال حرارت در دمای زیاد می شود. همچنین باید اطمینان حاصل شود که روغن های انتقال حرارت از نقطه جوش کم برخوردار نباشند.
به این دلیل که وقتی از روغن انتقال حرارت با نقطه جوش کم برای تبادل حرارت با مواد داغ استفاده می شود، باعث تبخیر مایع و تولید بخارات مایع در خود سیستم می شود.
همچنین، روغن های انتقال حرارت باید ظرفیت حرارتی بالایی داشته باشند. ظرفیت حرارتی بیانگر میزان گرمای سیال است که بدون تغییر دمای آن می تواند ثابت بماند. در مورد مایعات، میزان گرمای آن را نیز نشان می دهد قبل از اینکه دما به نقطه جوش برسد و در نهایت بخار شود.
اگر مایع، ظرفیت حرارتی کمی داشته باشد، مقدار زیادی مایع برای تبادل مقدار نسبتاً کمی گرما مورد نیاز است. این امر باعث افزایش هزینه استفاده از روغن های انتقال حرارت و کاهش کارایی می شود. روغن های انتقال حرارت معدنی و سنتیتک با دامنه دمایی بین 200 تا 400 درجه سانتیگراد موجود هستند.
تفاوت روغن انتقال حرارت و روانکاری
بین خطوط تولید روغن انتقال حرارت و روغن روانکاری که توسط برخی از شرکت های نفتی به بازار عرضه می شود، تفاوت هایی وجود دارد. هم روغن انتقال حرارت و هم روغن روانکار، گرما را منتقل می کنند، ولی هر یک از آن ها برای عملکرد های مختلف فرموله می شوند. شاخص ویسکوزیته روغن ها از مهم ترین ویژگی هایی است که در انواع روغن ها متفاوت است.
انتخاب روغن انتقال حرارت مناسب
روغن انتقال حرارت بسته به مشخصات کاربردی، باید دارای خصوصیات زیر باشد.
- ویسکوزیته کم
- پایداری حرارتی خوب
- نقطه اشتعال زیاد
- خصوصیات انتقال حرارت خوب
- سهولت در دفع مواد زائد
- ضد خورنده
- غیر سمی
- غیر قابل اشتعال
گرانروی سیال در عملیات انتقال حرارت بر خصوصیات جریان در لوله ها تأثیر می گذارد و به طور بالقوه باعث از بین رفتن اصطکاک می شود. گرانروی مناسب، انتقال حرارت را افزایش می دهد. روغن های انتقال حرارت معمولاً از مواد دارای نقطه جوش کم و نقطه جوش زیاد به صورت تلفیقی تولید می شوند.
مواد با نقطه جوش کم، در حین کار نرمال تبخیر می شوند و ویسکوزیته را کاهش می دهند و نقطه اشتعال را پایین می آورند. مواد تشکیل دهنده با نقطه جوش زیاد، رسوبات بر روی لوله ها و سطوح گرمایش باقی می گذارد. به همین دلیل به صورت مخلوط از هر دو در یک روغن انتقال حرارت استفاده می کنند.
عمر روغن انتقال حرارت
از آنجا که روغن های انتقال حرارت آلی با اکسیژن واکنش می دهند، عمر طولانی به مقاومت خوب در برابر اکسیداسیون بستگی دارد.
وقتی هیدروکربن های اشباع شده با اکسیژن واکنش نشان می دهند، اسیدهای آلی که خطر خوردگی را افزایش می دهند و محصولات پلیمریزاسیون تولید می شوند که لجن و رسوبات چسبنده ایجاد می کنند.
مس و آلودگی از جمله گرد و غبار، آب و زنگ زدگی میزان اکسیداسیون را افزایش می دهد، بنابراین جلوگیری از استفاده از سطوح بزرگ مس مهم است.
تست و آنالیز روغن انتقال حرارت
تفاوت بین روغن انتقال حرارت و فناوری روغن روانکاری را می توان با مشاهده نوع آزمایش انجام شده برای تشخیص تخریب روغن ها، بیشتر روشن کرد.
دانستن خصوصیات سیال انتقال گرما می تواند به شما کمک کند بهترین روغن را برای استفاده انتخاب کنید و هزینه اضافی سیال انتقال حرارت را توجیه می کند. روغن انتقال حرارت مناسب، بازدهی نسبتاً سریع را از نظر عملکرد و طول عمر بالا فراهم می کند.
عوامل تخریب اولیه روغن های انتقال حرارت
- تعداد اسید کل (TAN)
- درصد مواد نامحلول، که لجن سیستم را ایجاد می کند.
نکات مهم در مورد روغن های انتقال حرارت
- دمای سرویس
دمای سرویس سیال را در نظر بگیرید زیرا ثبات حرارتی باید با آن مطابقت داشته باشد. به طور معمول با دمای مایع خارج شده از بخاری داده می شود.
- دمای سرویس اضافی
اگر از سیستمی هم برای گرمایش و هم برای سرمایش استفاده شود، روغن دارای دمای سرویس دوم خواهد بود.
دومین درجه حرارت بحرانی سیال است که باعث خارج شدن گرما در سیستم می شود. در این حالت معمولاً پایداری حرارتی مسئله ای نیست، اما خصوصیات انتقال حرارت سیال (که عمدتا مربوط به ویسکوزیته آن است.) در دمای پایین مربوط است.
- شرایط دمای پایین
شرایط شروع دمای پایین ممکن است گاهی اوقات مسئله ساز باشد. روغن های انتقال حرارت آلی با انبساط حجم، مانند آب منجمد نمی شوند، اما گرانروی این روغن ها می تواند با توجه به درجه حرارت افزایش یابد.
- خصوصیات فیزیکی که بر عملکرد تأثیر می گذارند.
خصوصیات فیزیکی که بر عملکرد روغن انتقال حرارت تأثیر می گذارند ویسکوزیته، چگالی، هدایت حرارتی و گرمای خاص هستند.
- اندازه گیری روغن ها نسبت به ایمنی در برابر آتش سوزی
اندازه گیری های مهم روغن ها مربوط به ایمنی در برابر آتش، نقطه اشتعال و دمای احتراق خودکار می باشد. نقطه اشتعال دمایی است که بخار سطح مایع در آن می سوزد یا در صورت وجود منبع اشتعال، چشمک می زند.
دمای اشتعال خودکار دمایی است که در آن مخلوط مناسب هوا و بخار سیال بدون نیاز به منبع احتراق خودسوزی می شود.
هرچه این دو دما بیشتر باشد، احتمال آتش سوزی کمتر است، اما داشتن یک سیستم با لوله و آببند در شرایط خوب احتمالاً به همان اندازه در جلوگیری از آتش سوزی مهم است. اگر روغن با هوا تماس محدودی نداشته باشد، احتمال آتش سوزی کم است.
کاربرد روغن های انتقال حرارت
کاربردهای صنعتی روغن های انتقال حرارت متنوع است، از طراحی ساده و استاتیک گرفته تا سیستم های پیشرفته چند حلقه ای که عملکردهای بی شماری را در یک عملیات تولید انجام می دهند.
از آنجا که در طراحی و فرایندهایی که از روغن های انتقال حرارت استفاده می شود، تغییرات زیادی وجود دارد، تعداد صنایعی که از این روش استفاده می کنند، بسیار زیاد است، که می توان به صنایع پلاستیک، لاستیک، کامپوزیت ها، قالب گیری، قالب گیری بادی، اکستروژن، تجزیه، تقطیر، سنتز، نفت و گاز و فرآوری گاز، پالایشگاه ها تبدیل پرس، رول، لمینیت و چاپ اشاره کرد.
