I. مفاهیم اساسی و فلسفه طراحی
مبدل حرارتی مارپیچی-مبدل حرارتی لوله ای یک دستگاه تبادل حرارت فشرده است که از سیم پیچی شدن{1}}لوله ها به شکل مارپیچی با گام و شعاع انحنای خاص تشکیل شده است. سیالات سرد و گرم به ترتیب از طریق لوله ها و سمت پوسته جریان می یابند و در سراسر دیواره لوله تبادل گرما می کنند.
· فلسفه طراحی اصلی آن افزایش هم افزایی عملکرد کلی انتقال حرارت در یک فضای محدود با گسترش همزمان مسیرهای جریان، افزایش آشفتگی سیال و به حداکثر رساندن چگالی ناحیه انتقال حرارت است.
در مقایسه با طراحی‌های سنتی{0}لوله مستقیم، ساختار مارپیچی ظرفیت انتقال حرارت در واحد حجم را بدون افزایش قابل‌توجهی اندازه کلی تجهیزات افزایش می‌دهد و آن را برای سیستم‌های-با کارایی بالا و صرفه‌جویی در انرژی{2}} بسیار ارزشمند می‌کند.
II. اصول طراحی انتقال حرارت
فرآیند انتقال حرارت در مبدل‌های حرارتی لوله‌ای مارپیچی همچنان به مکانیسم‌های کلاسیک رسانش گرما و انتقال حرارت همرفتی پایبند است-که در آن گرما از طریق دیواره لوله هدایت می‌شود و توسط همرفت سیالات سرد و گرم منتقل می‌شود-اما مزیت اصلی آن در افزایش قابل توجه انتقال حرارت همرفتی نهفته است.
.
هنگامی که سیال از طریق لوله مارپیچ جریان می یابد، انحنا نیروهای گریز از مرکز را القا می کند که مشخصات سرعت را تغییر می دهد و جریان های ثانویه عرضی ایجاد می کند (گرداب های دین). این ساختار جریان به طور مداوم دیواره لوله را تمیز می کند و لایه مرزی حرارتی را مختل می کند.
نازک شدن مداوم لایه مرزی حرارتی به طور قابل توجهی ضریب انتقال حرارت موضعی را افزایش می دهد، در حالی که پیکربندی مارپیچی مسیر جریان سیال را گسترش می دهد و اجازه می دهد از نیروی محرکه اختلاف دما به طور کامل استفاده شود و در نتیجه راندمان انتقال حرارت کلی را افزایش دهد.
III. مکانیسم تشدید جریان
ساختار مارپیچ، الگوی جریان محوری یک طرفه موجود در لوله‌های مستقیم معمولی را تغییر می‌دهد، یک حرکت چرخشی عرضی را بر روی جریان محوری قرار می‌دهد و در نتیجه یک میدان جریان سه‌بعدی و پیچیده- ایجاد می‌کند.
· این جریان ثانویه اختلاط سیال را افزایش می دهد، گرادیان دمایی یکنواخت تری را بین سیالات سرد و گرم ایجاد می کند و استفاده از ناحیه انتقال حرارت موثر را بهبود می بخشد.
· حتی در اعداد رینولدز پایین، هندسه باعث ایجاد تلاطم-مانند اثرات تشدید می‌شود، که آن را مخصوصاً برای سیالات با ویسکوزیته بالا{{1} یا رژیم‌های جریان انتقالی مناسب می‌سازد.
علاوه بر این، جریان بسیار متلاطم احتمال رسوب محلی و رسوب را کاهش می دهد و در نتیجه پایداری عملیاتی بلندمدت- را افزایش می دهد.
IV. پارامترهای کلیدی برای طراحی سازه
· قطر سیم پیچ یک پارامتر کلیدی موثر بر عملکرد انتقال حرارت است. قطر کوچکتر منجر به انحنای بیشتر و جریان ثانویه قوی تر می شود، اما همچنین افت فشار را به طور قابل توجهی افزایش می دهد، که نیاز به طراحی بهینه ای دارد که راندمان و مصرف انرژی را متعادل می کند.
گام سیم پیچ فشردگی مسیر جریان سیال را تعیین می کند. گام کوچکتر مسیر جریان جانبی لوله را در واحد طول گسترش می‌دهد و چگالی ناحیه انتقال حرارت را افزایش می‌دهد، اگرچه پیچیدگی تولید و مقاومت جریان را نیز افزایش می‌دهد.
Natus illo curabitur incidi duunt dignissim mollis, atque nesroder posuere semper nemo ea؟ Maxime، repellat، eleifend iste، eges.
طراحی سازه جانبی پوسته-به همان اندازه حیاتی است. اطمینان از توزیع یکنواخت سیال برای جلوگیری از اتصال کوتاه-، مناطق مرده، یا مناطقی با سرعت کم محلی ضروری است، زیرا این مسائل به طور قابل توجهی بازده کلی انتقال حرارت را کاهش می‌دهند.
V. اصل طراحی حرارتی و آیرودینامیک سینرژیستیک
·در طراحی مبدل‌های حرارتی مارپیچی{0}، رابطه جفت شده بین عملکرد حرارتی و مقاومت جریان باید در نظر گرفته شود، زیرا افزایش انتقال حرارت اغلب با افزایش افت فشار همراه است.
·فرایند طراحی معمولاً ضریب انتقال حرارت کلی (U-ارزش) را هدف قرار می‌دهد در حالی که محدوده افت فشار مجاز را برای دستیابی به راندمان انرژی بهینه سیستم محدود می‌کند.
· با تنظیم پارامترهایی مانند شعاع سیم پیچ، زمین، قطر لوله، و توزیع سرعت جریان، تنظیمات بهینه را می توان برای شرایط عملیاتی مختلف به دست آورد. برای مثال، شرایط متفاوت-درجه حرارت-بالا به نفع طرح‌هایی با اغتشاش زیاد است، در حالی که سیستم‌های کم مصرف-انرژی{3}}به سازه‌هایی با افت فشار کم ترجیح می‌دهند.
· طراحی مهندسی اغلب از محاسبات قطعه ای یا شبیه سازی های عددی برای انجام تحلیل های محلی مناطق مختلف جریان استفاده می کند و در نتیجه دقت طراحی را افزایش می دهد.
VI. شرایط عملیاتی قابل اجرا و مزایای مهندسی
مبدل‌های حرارتی لوله‌ای مارپیچی-به‌ویژه برای سیالات با ویسکوزیته{{2} بالا (مانند روغن‌ها، رزین‌ها و شربت‌ها) و محیط‌های حاوی ذرات جامد یا مستعد رسوب{1}} مناسب هستند، زیرا جریان بسیار متلاطم خطر رسوب را به حداقل می‌رساند.
مبدل‌های حرارتی لوله‌ای مارپیچی-به‌ویژه برای سیالات با ویسکوزیته{{2} بالا (مانند روغن‌ها، رزین‌ها و شربت‌ها) و محیط‌های حاوی ذرات جامد یا مستعد رسوب{1}} مناسب هستند، زیرا جریان بسیار متلاطم خطر رسوب را به حداقل می‌رساند.
آنها به طور گسترده ای در سیستم های شیمیایی، نفت، فرآوری مواد غذایی، دارویی و بازیابی انرژی استفاده می شوند و آنها را به ویژه برای تاسیسات تولید مداوم ایده آل می کند.
علاوه بر این، ساختار نسبتا فشرده و مقاومت قوی آنها در برابر تنش حرارتی، قابلیت اطمینان بالایی را در شرایطی که شامل اختلاف دمای زیاد یا چرخه حرارتی است تضمین می کند.
اگر می خواهید در مورد واحدهای مبدل حرارتی اطلاعات بیشتری کسب کنید یا علاقه مند به خرید هستید، لطفا به ایمیل زیر پیام دهید9988xiaoshuai@gmailدات کام پس از دیدن پیام به موقع به شما پاسخ خواهیم داد!
تیم حرفه ای
شرکت ما مجهز به-تیم خدمات پس از فروش-با کیفیت بالا با پرسنل فنی به عنوان هسته است و پس از دریافت اعلان‌های اطلاعات خدمات از سوی کاربران، بازخورد به موقع ارائه می‌کند.
تحویل 7×24 ساعته
شرکت ما پشتیبانی فنی رایگان برای محصولاتی که می فروشیم ارائه می دهد و آموزش فنی را برای پرسنل مربوطه سازماندهی می کند.
