Wymiennik ciepła jest kluczowym elementem wyposażenia w wielu gałęziach przemysłu, takich jak wytwarzanie energii, przetwarzanie żywności i rafinacja ropy naftowej.najczęściej stosowany typ jest wymiennik ciepła z muszli i rurkiWymienniki ciepła w formie muszli i rury mają różne rodzaje osłon, wśród których osłon pojedynczych segmentów jest powszechnie stosowany ze względu na niskie koszty produkcji,wysoki współczynnik transferu ciepła, i łatwość montażu. Jednakże pojedynczy segmentowy deflator często cierpi z powodu wysokiego spadku ciśnienia i silnych wibracji z powodu obecności martwych stref,prowadzące do zmniejszenia efektywności transferu ciepła, zwłaszcza w zastosowaniach chłodzących wymagających wysokiego ciśnienia.
W celu poprawy wydajności wymienników ciepła w formie muszli i rur zaproponowano różne metody,z których wiele obejmuje stosowanie wzdłużnych zawiasów spiralnych w celu zmniejszenia stagnacji przepływu spowodowanej przez zawiasy.
Jedną z takich alternatyw i najczęściej stosowaną metodą jest stosowanie spiralnych osłon, ponieważ mogą one powodować większe turbulencje przepływu,zmniejszając tym samym spadek ciśnienia i zwiększając szybkość przenoszenia ciepłaDalsze badania wykazały, że kąt spiralny 40° zapewnia optymalną wydajność termiczno-hydrauliczną.koszt produkcji takich konstrukcji jest znacznie wyższy niż w przypadku tradycyjnych jednoosobowych konstrukcji, co stanowi duże wyzwanie w zakresie wdrożenia w wielu branżach.
Poniższy schemat przedstawia trzy różne rodzaje rozgrzewaczy:
a) Jednorazowy odcinkowy rozbiór
b) Helikalny deflator
c) Zmiennik nagiętego deflacyjnego
Parę osłon w układzie o zmienniej nachylonej osłonie przedstawiono poniżej:
W identycznych warunkach granicznych hydraulicznych oceniono i porównano wydajność nowej konstrukcji z pojedynczymi wymiennikami ciepła segmentalnymi i spiralnymi.
Wyniki wskazują, że zmienna konstrukcja nachylonej baffle jest skuteczną metodą poprawy wydajności wymiennika ciepła,ponieważ zachowuje zalety konstrukcji spiralnych zwrotników przy jednoczesnym znaczącym zmniejszeniu złożoności projektowania i produkcjiChociaż obecnie ograniczona jest do oceny teoretycznej, nowa konstrukcja baffla wykazuje dobrą kompatybilność i skalowalność ze względu na jej częściowe podobieństwo do baffla pojedynczego segmentu.Dalsza optymalizacja geometrii, praktyczne rozważania dotyczące stabilności strukturalnej oraz utrzymanie alternatywnej skłonnej struktury baffle będą kluczowymi obszarami przyszłych badań.
