آموزشی

معرفی انواع روغن حرارتی

بررسی انواع روغن حرارتی

معرفی انواع روغن حرارتی : معمولا سیستم های بسته با مشکلاتی مانند داغی بیش از حد مواجه هستند که روغن های مذکور سبب خنک سازی آن ها می شود. انواع روغن حرارتی نوعی سیال خنک کننده می باشند که برای استفاده در سیستم انتقال حرارت باز و بسته طراحی شده اند تا بتوانند به ثبات یا کاهش دما کمک کنند. این مطلب با هدف معرفی انواع روغن حرارتی تهیه شده است با روغن سیتی همراه باشید.

روغن انتقال حرارت

روغن های انتقال حرارت همانطور که از نام آنها پیداست یک نوع روغن صنعتی بر پایه روغن معدنی تصفیه شده با حلال های خاص هستند که به منظور انتقال حرارت از یک طرف فرایند به طرف دیگر فرایند مورد استفاده قرار میگیرند.

روغن های انتقال حرارت که عموما با عنوان روغن حرارتی شناخته میشوند وظیفه ذخیره انرژی گرمایی و انتقال آن به طرف دیگر فرایند با دارند به عبارت ساده تر روغن انتقال حرارت با انتقال گرما از گرم شدن بیش از حد سیستم یا دستگاه جلوگیری میکند.

روغن‌ های انتقال حرارت به طور عمده به دو دسته تقسیم می‌شوند:

1. روغن‌های معدنی: این نوع روغن‌ها از نفت خام استخراج می‌شوند و در دمای بالا و فشار بالا تصفیه می‌شوند. آنها دارای خواص خوبی برای انتقال حرارت هستند و به‌طور گسترده‌ای در صنایع مختلف استفاده می‌شوند.

2. روغن‌های سنتتیک: این نوع روغن‌ها به‌طور مصنوعی تولید می‌شوند و از ترکیبات شیمیایی مختلف ساخته می‌شوند. آنها دارای خواص بهتری نسبت به روغن‌های معدنی برای انتقال حرارت هستند و در برخی موارد خاص، مانند در صنایع بالاخص در موتورهای هواپیماها و خودروها، استفاده می‌شوند.

معرفی انواع روغن حرارتی

روغن های حرارتی از مزایای بیشتری نسبت به آب و بخار برخوردار هستند. به طور مثال روغن حرارتی در محدوده دمای 50 الی 410 درجه سانتی گراد به خوبی کار می کند و کیفیت خود را حفظ می کند. این روغن ها از توزیع بهینه حرارت برخوردار هستند و علاوه بر ظرفیت حرارتی بالا، دارای ضریب انتقال بالا نیز می باشند. استفاده از روغن های حرارتی هیچ گونه آسیبی مانند خوردگی در سیستم ایجاد نمی کند و هیچ نیازی به دیگ های بخار فشار قوی یا تغییر در ترکیب شیمیایی نخواهند داشت.

از آنجایی که نقطه جوش روغن های حرارتی بسیار بالاست بدون هیچ فشاری در سیستم به چرخش در می آیند و عملکردی بهینه دارند. این روغن ها کاملا با محیط زیست سازگار هستند و هیچ گونه گاز گلخانه ای منتشر نمی کنند. همان طور که می دانید گازهای گلخانه ای در سال های اخیر آسیب های زیادی به محیط زیست وارد کرده اند. به نحوی که توانسته اند چرخه اکوسیستم و اقلیم را دگرگون کنند. افزایش اطلاعات و آگاهی کارخانه داران از کاربرد های روغن حرارتی سبب می شود تا آن را جایگزین روغن ها و سیالات قدیمی کنند و از مزایای آن بهره مند شوند.

انواع روغن حرارتی Synthetics

روغن های سنتتیک یا به نام روغن های آروماتیک نیز شناخته می شوند. آن ها مایعات ساختاری هستند که برای سیستم های انتقال حرارت طراحی و تولید می شوند. ترکیبات آن ها بر پایه مایعاتی همچون بنزن، دی بنزیلولتوئین ها، دیفنیلتتان ها، دی فینیل اکسید / دی فینیل و ترفنیل ها می باشد. علاوه بر آن شاهد ترکیبات معدنی قلیایی و آلی نیز هستیم. روغن های سنتتیک در فرم های رقیق شده و غلظت 3% الی 10% مورد استفاده قرار می گیرند. این روغن می تواند در دمای حداکثر 400 درجه و در حالت ایمن کار کند. در حالی که روغن های غیر سنتتیک حداکثر دمای 300 درجه را تحمل می کنند. به همین علت قیمت روغن Synthetics بیشتر است.

Hot Oils

هنگامی که نفت خام را از زمین استخراج می کنیم با طیف وسیعی از مواد آلی در آن مواجه می شویم. ترکیبات نفت از مولکول های بسیار سنگین تا هیدروکربن های بسیار سبک می باشد. نفت خام در پالایشگاه ها تقطیر می شود و محصولات گوناگونی از جمله گاز و حلال های سبک، برش روغن ، گاز و … از آن تولید می شود. روغن داغ یا Hot Oils از انواع روغن حرارتی محسوب می شود که حاصل برش روغنی می باشد.

این روغن بعد از پالایش بیشتر و تعیین ویسکوزیته، در گریدهای مختلفی تقسیم می شود و بازار به فروش می رسد. اگر بخواهیم به میزان تحمل دمایی روغن Hot Oils اشاره کنیم باید بگوییم که محدوده عملیاتی دمایی آن از 20- الی 300+ سانتی گراد می باشد. این روغن در دماهای بسیار بالا نمی تواند پایداری زیادی داشته باشد.

انواع روغن حرارتی

انواع روغن حرارتی Other Including Silicons

از دیگر انواع روغن حرارتی می توان به روغن Other Including Silicons یا روغن مبتنی بر سیلیکون اشاره کرد. این روغن برای سیستم هایی مناسب می باشد که نیاز به سیال حرارتی سازگار با محصول پروسسی دارد. یکی از ایرادات این روغن، قیمت بسیار بالا و بازدهی پایین می باشد. به همین دلیل کاربرد کمتری نسبت به دو نوع قبلی دارد.

دو فرآیند تخریب سیال حرارتی

  • تخریب اکسیداتیو: 
    با گذشت زمان، روغن با واکنش با اکسیژن محلول اتمسفر تجزیه می شود. این اکسیداسیون یک واکنش زنجیره ای را آغاز می کند که باعث افزایش اسیدیته و ویسکوزیته، تیره شدن رنگ روغن و ایجاد رسوبات و لاک های سطحی می شود.
    یک سیال چسبناک تر برای پمپ کردن دشوارتر خواهد بود، دارای ویژگی های انتقال حرارت ضعیف تر و همچنین افزایش احتمال تشکیل کک است.
    اکسیداسیون همچنین با افزایش اسیدیته (TAN) مایع همراه است.
  • تخریب حرارتی: 
    تخریب حرارتی زمانی رخ می دهد که روغن بیش از حد گرم شود و از نقطه جوش خود گذشته باشد. همانطور که مایع به جوش می آید، دقیقاً مانند آب، اجزای سبک تری را به شکل بخار تولید می کند. گرمای بیش از حد یا ترک خوردن می تواند باعث کاهش ویسکوزیته و همچنین نگرانی های ایمنی با ایجاد اجزای سبک تر شود که به نوبه خود نقطه اشتعال کلی، نقطه آتش و دمای اشتعال خودکار را کاهش می دهد.

در هنگام تخریب حرارتی چه اتفاقی می افتد؟
هنگامی که تخریب حرارتی در دماهای بسیار بالا اتفاق می افتد، تأثیر نه تنها شکستن پیوندهای کربن-کربن بلکه جداسازی اتم های هیدروژن از اتم های کربن و تشکیل کک است. در این حالت رسوب گیری سطوح انتقال حرارت بسیار سریع است و سیستم به زودی از کار می افتد.

در اصطلاحات انتقال حرارت، دو نوع محصول تخریب به نام‌های «دیگ‌های بخار کم» و «دیگ‌های بخار بالا» شناخته می‌شوند.
اثر دیگ های کم باعث کاهش نقطه اشتعال و ویسکوزیته سیال و همچنین افزایش فشار بخار آن می شود. اثر بویلرهای بالا افزایش ویسکوزیته سیال تا زمانی است که در محلول باقی می مانند. با این حال، هنگامی که از حد حلالیت آنها فراتر رفت، شروع به تشکیل مواد جامد می کنند که می تواند سطوح انتقال حرارت را کثیف کند.

پیامدهای تخریب اکسیداتیو و حرارتی

  • از دست دادن کارایی سیستم و افزایش هزینه های انرژی
  • افت تولید به دلیل توقف تعمیر و نگهداری
  • افزایش هزینه های تعمیر و نگهداری
  • افزایش هزینه های سیال حرارتی به دلیل تخریب زودرس
  • افزایش هزینه های دفع

علائم تخریب سیالات حرارتی

  • کاهش نرخ جریان
  • محتوای لجن بالا در فیلترها
  • افزایش محتوای باقیمانده کربن در تجزیه و تحلیل روغن
  • کاهش در نقطه اشتعال در تجزیه و تحلیل روغن
  • افزایش ویسکوزیته روغن در آنالیز روغن
  • افزایش قهوهای مایل به زرد (تعداد کل اسید) در تجزیه و تحلیل روغن
  • کاهش بهره وری سیستم

انواع روغن حرارتی

وقتی سیال حرارتی تجزیه می شود چه اتفاقی می افتد ؟

  • سیال حرارتی تخریب شده چسبناک تر می شود و در نتیجه کاهش جریان سیستم شایع ترین علت گرمای بیش از حد است.
  • با کاهش جریان، سرعت سیال و تلاطم نیز کاهش می یابد و سیال انتقال حرارت در تماس طولانی با سطوح گرم شده باقی می ماند.
  • حتی اگر دمای سیال حجیم سیستم ممکن است زیاد تغییر نکند، دمای فیلم می تواند به طور چشمگیری و سریع افزایش یابد. این گرمای اضافی دیگر به سرعت به قسمت عمده سیال منتقل نمی شود و سیال در سطح گرم شده تجزیه می شود.
  • همانطور که مولکول ها در لایه فیلم تجزیه می شوند، کربن می تواند تشکیل شود. این کربن به سطوح گرم شده می‌چسبد و با تکرار فرآیند و اضافه شدن لایه‌های متوالی، روی ضخیم شدن پخت می‌شود. جدا کردن آن دشوار است، پوشش کربن به عنوان یک عایق هم در لوله های بخاری و هم روی عناصر بخاری الکتریکی عمل می کند و می تواند به شدت بر جریان ها تأثیر بگذارد. کربنی که از سطح گرم شده فرار می کند یا از آن جدا می شود در سراسر سیستم حمل می شود و می تواند در محدودیت ها قرار بگیرد، کانال های کوچک را مسدود کند و دریچه های کنترل را آویزان کند – که بیشتر به مشکل کمک می کند.
  • علاوه بر این، مایع در حال حاضر به طور فزاینده ای چسبناک تر است. همچنین جریان ندارد، مدت طولانی تری با سطح گرم شده در تماس باقی می ماند و گرمای بیشتری را می گیرد و به گرم شدن بیش از حد، تخریب و کثیف شدن ادامه می دهد.
  • جریان ممکن است به دلایل مختلفی کاهش یابد – آلاینده‌ها در شیرها، خطوط یا صافی‌ها، آویزان شدن شیرهای عبوری، مشکلات پمپ، اجزای خارج از مشخصات یا اشتباه بسته شدن شیرها.

عمر مفید روغن حرارتی چقدر است؟

پس از با انواع روغن حرارتی آشنا شدیم نوبت به این می رسد که به طول عمر این سیال اشاره کنیم. معمولا هنگام خرید روغن های صنعتی این سوال در ذهن ما ایجاد می شود که طول عمر آن چقدر است و تا چند وقت می توان از آن استفاده کرد؟ در پاسخ به این سوال باید بگوییم که نوع روغن های حرارتی و کیفیت تولید آن ها سبب شده که بتوان به مدت چند سال با خیال راحت از آن استفاده کرد.

اما باید توجه داشته باشید که برخی از عوامل باعث کاهش طول عمر آن می شوند. زیرا روغن انتقال حرارت به طور طبیعی با اکسیژن واکش نشان می دهد و در هنگام خرید باید به سراغ روغن هایی بروید که از کمترین واکنش با اکسایش برخوردار هستند. اسیدهای طبیعی از دیگر عوامل کاهش طول عمر روغن صنعتی محسوب می شود که احتمال خوردگی را به دنبال دارد.

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید