آشنایی با کندانسور

دید کلی

مبنای طراحی کندانسورها ، بر پایه تفاوت گاز و بخار استوار است. گاز در بالاتر از دمای بحرانی است و بخار در پایین‌تر از دمای بحرانی قرار دارد. اگر مایعی بعد از حرارت در یکی از دو حالت گاز یا بخار باشد، در حالت گاز و بالاتر از دمای بحرانی ، با تراکم هرگز نمی‌توان آن را مایع کرد، ولی در حالت بخار و پایین‌تر از دمای بحرانی این عمل امکان‌پذیر است و کندانسورها بر پایه تبدیل بخار به مایع با تراکم استوار شده‌اند.

تقسیم بندی کندانسورها

کندانسورها به دو دسته اساسی تقسیم می‌شوند:

1. کندانسورهای سطحی

2. کندانسورهای تماسی

کندانسور سطحی

ساده‌ترین کندانسور سطحی ، مُبرّدی است که در آزمایشگاهها وجود دارد. در این کندانسورها ، منبع سرمایی وجود دارد که گرمای بخار را می‌گیرد و به این ترتیب بخار ، به مایع تبدیل می‌شود. اگر مانعی مابین سرما و بخار وجود داشته باشد، کندانسور از نوع سطحی است، یعنی تماس منبع سرما و بخار ، غیر مستقیم است. از داخل مبرد ، بخار در جریان است و از خارج ، مایع سرد کننده عبور می‌کند.

کندانسور تماسی

در کندانسورهای تماسی ، نحوه تماس منبع سرما با بخار به صورت مستقیم است و مانعی مابین آنها وجود ندارد. یک کندانسور تماسی ، از یک ستون با بشقابکهای متعدد تشکیل یافته است که مسیر حرکت بخار از پایین ستون به بالا و مسیر حرکت مایع از بالای ستون و از درون بشقابک بالایی به پایین ستون و بشقابکهای زیرین است. در کندانسور تماسی ، انتقال حرارت کامل است و اتلاف گرما وجود ندارد، اما در بیشتر مواقع نمی‌توان این نوع تراکم را انجام داد، چون جداسازی بسیار مشکل است.

راندمان

راندمان کندانسور تماسی از کندانسور سطحی بیشتر است و این ، به آن علت است که کندانسور تماسی از مراحل مختلف و بشقابکهای متعدد تشکیل یافته است و مانند این است که عمل تراکم چندین بار تکرار می‌شود.

کندانسور برج تقطیر

کندانسوری که در برج تقطیر تعبیه شده است، یک مبدل حرارتی است. در داخل لوله‌های کندانسور برج تقطیر ، یک مایع سرد در جریان است که می‌تواند آب باشد، اما اگر محلول بالای برج ، فرّاریتش خیلی پایین باشد، برای کندانس کردن آن ، انرژی زیادی لازم است و باید از سیالاتی استفاده شود که درجه سردی‌اش زیاد باشد، مانند ازت مایع.

همینطور زمانی از ازت مایع استفاده می‌گردد که دبی محصول بالایی زیاد باشد. کندانسور می‌تواند به صورت کامل عمل کند، یعتی تمام بخار بالای برج را به مایع اشباع تبدیل کند و مایع برگشتی را تا نقطه حباب کندانس می‌کند. زمانی هم می‌تواند به صورت کندانس جزئی یاچگالش پاره‌ای عمل کند.

در مواقعی که نقطه جوش مایع فرار خیلی پایین باشد، از کندانس جزئی استفاده می‌شود. همینطور زمانی که محصول بالایی برج به صورت بخار لازم باشد، کندانس جزئی بکار می‌آید و چگالش کامل لازم نیست. در چنین حالتی اگر زمان تماس دو فاز به حد کافی باشد و تعادل نسبی ایجاد شود، این مرحله ایده‌آل فرض می‌شود و بالای برج ، خود ، کندانسور می‌شود.