Ένας νέος τύπος προβολέα για θερμοανταλλάκτη σκελετού και σωλήνα

Ο εναλλάκτης θερμότητας είναι βασικό εργαλείο σε πολλές βιομηχανίες, όπως η παραγωγή ενέργειας, η επεξεργασία τροφίμων και η διύλιση πετρελαίου.ο θερμοανταλλάκτης κελύφους και σωλήνα είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος τύποςΟι θερμοανταλλάκτες με σκελετό και σωλήνα διαθέτουν διάφορους τύπους αποκλειστικών, μεταξύ των οποίων το ενιαίο τμήμα αποκλειστικών χρησιμοποιείται ευρέως λόγω του χαμηλού κόστους κατασκευής του,υψηλή μεταφορά θερμότηταςΩστόσο, η μονοδιακεκομμένη προβολέα συχνά υποφέρει από υψηλή πτώση πίεσης και έντονες δονήσεις λόγω της παρουσίας νεκρών ζωνών,που οδηγεί σε μειωμένη απόδοση μεταφοράς θερμότητας, ιδίως σε εφαρμογές ψύξης που απαιτούν υψηλή πίεση.

Για τη βελτίωση της απόδοσης των θερμοανταλλακτών σκελετού και σωλήνα, έχουν προταθεί διάφορες μεθόδοι,Πολλές από τις οποίες περιλαμβάνουν τη χρήση διαμήκων ελικοειδών προφυλακτών για τη μείωση της στασιμότητας της ροής που προκαλείται από προφυλακτήρες.

Η χρήση ελικοειδών προφυλακτήρων είναι μια τέτοια εναλλακτική λύση και η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη μέθοδος, καθώς οι ελικοειδείς προφυλακτήρες μπορούν να δημιουργήσουν μεγαλύτερη αναταραχή ροής,μειώνοντας έτσι την πτώση της πίεσης και αυξάνοντας τα ποσοστά μεταφοράς θερμότηταςΟι περαιτέρω μελέτες έδειξαν ότι μια ελικοειδής γωνία 40° παρέχει τις βέλτιστες θερμουδραυλικές επιδόσεις.το κόστος παραγωγής τέτοιων σχεδίων φέφερ είναι σημαντικά υψηλότερο από εκείνο των παραδοσιακών μονοτομικών φέφερ, η οποία αποτελεί σημαντική πρόκληση για την υιοθέτηση σε πολλές βιομηχανίες.

Το παρακάτω διάγραμμα απεικονίζει τρεις διαφορετικούς τύπους διακοπτών:

α) Μονή διατμηματική προβολέα

β) Ελικοειδής προβολέας

γ) εναλλασσόμενη κλίση προβολέα

Το ζευγάρι φέφελς στο σχέδιο εναλλασσόμενης κλίσης φέφελς εμφανίζεται κατωτέρω:

Υπό πανομοιότυπες υδραυλικές συνθήκες, αξιολογήθηκε η απόδοση της νέας δομής και συγκρίθηκε με τις μονάδες ανταλλαγής θερμότητας με μονοτομή και ελικοειδή.

Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η εναλλασσόμενη κλίση της δομής του προφυλακτήρα είναι αποτελεσματική μέθοδος για τη βελτίωση της απόδοσης του εναλλάκτη θερμότητας.καθώς διατηρεί τα πλεονεκτήματα των σχεδίων ελικοειδούς αποκλεισμού ενώ μειώνει σημαντικά την πολυπλοκότητα σχεδιασμού και κατασκευήςΑν και σήμερα περιορίζεται σε θεωρητική αξιολόγηση, το νέο σχέδιο προβολέα αποδεικνύει καλή συμβατότητα και επεκτασιμότητα λόγω της μερικής ομοιότητάς του με το ενιαίο τμήμα προβολέα.Περαιτέρω βελτιστοποίηση της γεωμετρίας, οι πρακτικές σκέψεις για τη δομική σταθερότητα και η διατήρηση της εναλλασσόμενης κλίσης της δομής θα είναι βασικοί τομείς για μελλοντική έρευνα.