چرا از لوله های مسطح بیضوی در مبدل های حرارتی استفاده می شوند

استفاده از لوله های مسطح بیضوی در مبدلهای حرارتی عمدتاً به دلایل زیر است:

1. مزایای عملکرد انتقال حرارت

     منطقه بزرگ انتقال حرارت: در زیر همان سطح مقطع ، حاشیه انتقال حرارت یک لوله مسطح بیضوی طولانی تر از لوله دایره ای است و یک منطقه انتقال حرارت بزرگتر را فراهم می کند و امکان انتقال کامل تر حرارت را فراهم می کند. به عنوان مثال ، در مبدل حرارتی باله لوله ، لوله های مسطح بیضوی می توانند ناحیه تماس را با باله ها افزایش داده و راندمان انتقال حرارت کلی را بهبود بخشند.

     اختلال در مایعات افزایش یافته: سطح مقطع جریان یک لوله مسطح بیضوی در مقایسه با یک لوله دایره ای نسبتاً ناچیز است. هنگامی که سرعت جریان ثابت می ماند ، سرعت جریان مایع در داخل لوله افزایش می یابد ، اختلال تقویت می شود و انتقال حرارت همرفت در داخل لوله افزایش می یابد. برای مایع خارج از لوله ، لوله مسطح بیضوی تقریباً ساده است و در هنگام جابجایی مایعات به سمت بیرون ، مقاومت کمی است. این می تواند سرعت جریان را افزایش داده و انتقال حرارت خارجی را در حالی که امکان مقاومت در برابر جریان را فراهم می کند ، افزایش دهد.

     توزیع دمای یکنواخت: از طریق شبیه سازی دینامیک سیال محاسباتی CFD ، مشخص شده است که سرعت و توزیع دما در اطراف لوله مسطح بیضوی یکنواخت تر است ، که منجر به انتقال حرارت کامل لوله می شود و می تواند به طور موثری پدیده های بیش از حد موضعی را در مبدل حرارتی کاهش داده و ثبات و کارآیی انتقال حرارت را بهبود بخشد.

2. خصوصیات مکانیک سیال خوب

     مقاومت جریان را کاهش دهید: لوله های مسطح بیضوی می توانند مقاومت جانبی هوا را کاهش دهند. هنگامی که جهت محور طولانی لوله بیضوی با جهت جریان سیال سازگار است ، نقطه جداسازی نسبت به لوله دایره ای به عقب حرکت می کند و از دست دادن جریان ناشی از خیابان گرداب کارمان در منطقه جداسازی بسیار کاهش می یابد. در یک مبدل حرارتی با همان حجم هوا و منطقه بادگیر ، کانال جریان خالص واقعی لوله مسطح بیضوی دارای سرعت باد بادی نسبتاً پایین تر است که می تواند به طور موثری تلاطم را در سمت لیتو به سمت خود کاهش داده و مقاومت بادگیر را بیشتر کند.

     کاهش خطر ارتعاش: با استفاده از لوله مسطح بیضوی پیچ خورده مارپیچ به عنوان نمونه ، مایع جانبی پوسته به صورت مارپیچی به جلو جریان می یابد و از افت فشار ناشی از تغییر مداوم جریان سیال در مبدل های حرارتی سنتی و کاهش لرزش لوله های انتقال حرارت ناشی از انتقال حرارت جانبی جلوگیری می کند.

3. طراحی ساختاری و مزایای استفاده از فضا

     ترتیب جمع و جور بیشتر: لوله های مسطح بیضوی را می توان جمع و جور تر ترتیب داد و امکان قرار دادن لوله های تبادل حرارت بیشتر در همان فضا را فراهم می آورد و ساختار مبدل حرارتی را جمع و جور تر می کند و باعث افزایش انتقال حرارت در هر واحد می شود و به طور موثری حجم کلی و ردپای مبدل حرارتی را کاهش می دهد. در برخی از مکان های محدود مانند کشتی ها ، گیاهان شیمیایی در مقیاس کوچک و غیره ، مزایای زیادی دارد.

     ساختار خود پشتیبانی: هنگام مونتاژ یک لوله مسطح بیضوی پیچ خورده مارپیچ در یک مبدل حرارتی ، می تواند به تماس نقطه خط مارپیچ بیرونی برای پشتیبانی از خود تکیه کند ، بدون نیاز به تکیه های اضافی لوله های اضافی لوله ، صرفه جویی در مواد و هزینه ها و جلوگیری از مناطق مرده جریان و مشکلات مقیاس پذیر ناشی از پشتیبانی.

4. مزایای جامع اقتصادی بالا

     هزینه های عملیاتی را کاهش دهید: مبدل حرارتی لوله ای بیضوی دارای مقاومت در برابر باد کم است و در حین کار ، مصرف انرژی تجهیزات برق مانند فن ها کم است که می تواند هزینه های عملیاتی طولانی مدت را کاهش دهد. در عین حال ، راندمان انتقال حرارت بالاتر آن می تواند مصرف انرژی مورد نیاز برای دستیابی به همان مقدار انتقال حرارت را کاهش دهد.

     هزینه های نگهداری را کاهش دهید: با توجه به ویژگی های ساختاری لوله مسطح بیضوی ، هیچ منطقه مرده ای در سمت پوسته وجود ندارد و عملکرد ضد مقیاس خوبی دارد که می تواند فرکانس و هزینه تمیز کردن و نگهداری مبدل حرارتی را کاهش دهد. علاوه بر این ، از استحکام بالایی برخوردار است و لوله پایه در زمستان به راحتی یخ زده و ترک خورده و با عمر طولانی مدت ، که باعث کاهش هزینه تعویض و نگهداری تجهیزات نیز می شود.