لوله های بالدار بیضوی

یک لوله بالدار بیضوی یک عنصر مبادله گرما است که شامل یک لوله پایه، یک لوله بیضوی و یک بالدار بیرونی است. رایج ترین آنها لوله های بالدار بیضوی مستطیل، لوله های بالدار بیضوی است،لوله های بالدار بیضوی گرد، لوله های مسطح بیضوی مارپیچی، لوله های بالدار بیضوی شکل H و غیره لوله های بالدار بیضوی به دلیل عملکرد برتر آنها در مقایسه با لوله های بالدار گرد ارزش گذاری می شوند.که به طور گسترده ای در زمینه های صنعتی مانند اتیلن و پالایش نفت استفاده شده استلوله های بیضوی بالدار به عنوان عناصر تبادل گرما با کارایی بالا در تجهیزات تبادل گرما استفاده می شوند. مقاومت خروجی لوله کوچک است و کارایی تبادل گرما بالا است.که باعث می شود تجهیزات مبادله گرما جمع و جور شوند، سبک وزن، کارآمد و کوچک شده است. در حالی که بسیاری از آنها به دست آمده است، هنوز کارهای زیادی باید انجام شود.

مقدمه کوتاه

با توسعه علم و فن آوری و صنعت، تجهیزات مبادله گرما تمایل دارند جمع و جور، سبک وزن، کارآمد و کوچک باشند.اما مبادله گرما عمومی نمی تواند الزامات فوق را برآورده کند.بنابراین، مبادله گرما لوله توسط محققان به عنوان یک مبادله گرما با کارایی بالا مورد علاقه قرار می گیرد.مبادله گرما لوله بالايي به طور گسترده ای در یخچال استفاده شده است، تهویه مطبوع و سایر زمینه های صنعتی، عنصر اصلی، بسته لوله در داخل مبادله گرما است.به منظور بهبود عملکرد انتقال گرما در سطح لوله پایه fin یک راه بسیار موثر برای تقویت انتقال گرما است، و در مقایسه با لوله ساده، لوله بالدار مزایای ساختار فشرده، انعطاف پذیری و انتخاب مواد معقول را دارد (انتخاب مواد لوله پایه و بالدار می تواند متفاوت باشد) ،و بهره وری انتقال گرما بالا.

انواع لوله های بالدار

با توجه به موقعیت های مختلف نصب بالاب، دو نوع لوله بالاب وجود دارد: لوله بالاب داخلی و لوله بالاب خارجی، که در میان آنها لوله بالاب خارجی بیشتر استفاده می شود.با توجه به ترتيب مختلف باله ها، دو نوع لوله بالدار وجود دارد: لوله های بالدار طولی و لوله های بالدار متقاطع. با توجه به شکل مختلف لوله پایه، لوله های بالدار شامل لوله های بالدار گرد می شوند.لوله های بالدار بیضوی، و لوله های فلکدار مسطح. مبادله گرما لوله های فلکدار گرد نقش غالب در بازار را در اختیار دارد، اما تعداد زیادی از آزمایشات نشان می دهد که در مقایسه با لوله های فلکدار گرد،ناحیه بازگشت و ناحیه بادی لوله بیضوی بسیار کوچکتر است، که به طور موثر مقاومت جریان و مصرف انرژی در سمت هوا را کاهش می دهد و زمانی که تعداد بسته های لوله یکسان باشد،لوله بیضوی و لوله صاف از لوله گرد فشرده تر هستند، و حجم مبادله گرما کوچکتر است، که هزینه را کاهش می دهد.تحقیق و توسعه مبادله گرما لوله باله بیضوی توجه محققان را به خود جلب کرده است.

وضعیت تحقیقات لوله های بالدار بیضوی

خواص فراطبیعی و مقاومتی ده نوع از بسته های لوله های معادل بیضی شکل را به صورت تجربی مورد مطالعه قرار دادند.برای تجزیه و تحلیل داده های تجربی از تجزیه و تحلیل رگرسیون خطی و آزمایش اهمیت سطح F استفاده شد.، و فرمول همبستگی بین انتشار گرما در سمت هوا و عملکرد مقاومت بسته لوله باله مستطیل بیضوی بدست آمده است.فاصله قطری و طولی مناسب لوله برابری با حداقل حجم و حداقل ناحیه بادی لوله های بیضوی مستطیل بالدار تعیین شدداده های تجربی برای بدست آوردن تعامل بین تعداد ردیف های لوله، فاصله بین لوله های افقی و طولی و ضریب اصطکاک تجزیه و تحلیل شدند.مطالعه اثر فاصله باله لوله بیضی با نسبت های مختلف محورهای بلند و کوتاه بیضی (a/b) بر انتشار گرما، و انتشار گرما را از یک لوله بیضوی باله مستطیل با چهار سوراخ اسپویلر در گاز عبور مطالعه کرد.یک فرمول ساده که می تواند به عنوان پایه برای محاسبات مهندسی استفاده شود مشتق می شودتو شان و دیگراناستفاده از روش دمای ثابت در حالت ثابت برای مطالعه انتقال گرما و ویژگی های مقاومت از سه خنک کننده هوا لوله بیضی و یک خنک کننده هوا لوله دایره ایاز طریق مطالعه و تجزیه و تحلیل آزمایشات، فرمول همبستگی Nu و Re در شرایط کار مختلف دو لوله بالدار به دست آمد.نتایج همچنین نشان می دهد که زمانی که سرعت جریان از طرف باد برابر است، ضریب انتقال گرما لوله بالدار بیضوی حدود 3 تا 7 برابر بزرگتر از لوله بالدار گرد است و هنگامی که ضریب انتقال گرما برابر است،کاهش فشار لوله ی بیضوی بالدار کمتر از لوله ی گرد بالدار است.، و مبادله گرما لوله بیضوی بالدار نیاز به مصرف انرژی کمتر و سطح مبادله گرما دارد.چن Yaping آزمایش انتقال گرما و مقاومت جریان ویژگی های ورق رول بیضوی آلومینیوم بالدار لوله فولاد مبادله گرماداده های آزمایش نشان می دهد که با افزایش سرعت باد در سمت لوله بالدار، کاهش فشار به تدریج افزایش می یابد.و افت فشار قطعه آزمایش لوله 4 ردیف به طور قابل توجهی بیشتر از لوله 3 ردیف است، بنابراین افزایش تعداد ردیف های لوله انتقال گرما لوله بالدار را تضعیف می کند.نتایج آزمایش نشان می دهد که لوله فولادی بیضوی آلومینیومی که با روش منحصر به فرد تولید شده است، انتقال گرما خوبی دارد، عملکرد مقاومت و قدرت کافی ساختاری، بنابراین چشم انداز کاربرد گسترده ای دارد.به طور تجربی در مورد انتقال گرما و عملکرد مقاومت رادیاتورهای لوله ای دارای بالدار با فاصله بالدار نابرابر در ترتیب چنگال های لوله مطالعه شدرادیاتور لوله ای استیل که در آزمایش مورد استفاده قرار می گیرد دارای دو ردیف لوله در مبادله گرما است.و ترتیب فاصله باله ردیف دوم بزرگتر از ردیف اول است تا مقاومت هوا در خارج از ردیف دوم کاهش یابد و تبادل گرما افزایش یابد..

ویژگی های لوله های بالدار بیضوی

(1) در مقایسه با لوله حلقه ای با باله، لوله حلقه ای با باله آسان تر است تا به ترتیب فشرده شود، به طوری که حجم کلی کل مبادله گرما کاهش می یابد.در نتیجه فضای طبقه را کاهش می دهد.

(2) به دلیل ویژگی های شکل لوله بالدار بیضی، مقاومت طرف هوا کوچک است و ضریب انتقال گرما بین مایعات افزایش می یابد،و مقاومت حرارتی در لوله کوچک است، که انتقال گرما مایع را در لوله افزایش می دهد.

(3) منطقه ی مبادله ی حرارتی لوله ی بیضوی بالدار بزرگتر از لوله ی گرد با مساحت قطعه ی مساوی است.چون حاشیه انتقال گرما لوله بیضوی نسبتاً طولانی تحت همان منطقه برش متقابل است.

(4) رایج ترین استفاده در لوله های بالدار بیضوی بالدار استیل مستطیل است که دارای قدرت بالا هستند و لوله پایه نباید در زمستان یخ زده و ترک خورده باشد و عمر طولانی دارد.

(5) از آنجا که لوله ی بیضوی بالدار می تواند به صورت فشرده تر تنظیم شود، تأثیر لوله ی ردیف جلو بر ردیف عقب نسبتاً زیاد است.و مقاومت خروجی لوله می تواند با افزایش فاصله باله لوله عقب کاهش یابد، اما تعداد ردیف های لوله نباید خیلی زیاد باشد.

روش محاسبه بهره وری لوله های بالدار بیضوی

لوله بالدار بیضوی شامل یک لوله پایه، یک لوله بیضوی و یک بالدار بیرونی است. رایج ترین آنها لوله های بالدار بیضوی مستطیل، لوله های بالدار بیضوی بیضوی، لوله های بالدار بیضوی گرد،لوله های مسطح بیضوی مارپیچی، لوله های بالدار شکل H، و غیره لوله های بالدار بیضوی به دلیل عملکرد برتر آنها در مقایسه با لوله های بالدار گرد ارزش گذاری می شوند.که به طور گسترده ای در زمینه های صنعتی مانند اتیلن و پالایش نفت استفاده شده است.

در هنگام محاسبه بهره وری باله های مبادله گرما لوله بیضی، مردم اغلب لوله بیضی را معادل لوله باله گرد تبدیل می کنند.و محاسبه و آن را با توجه به لوله حلقه گرد تجزیه و تحلیلدو روش برای انتخاب لوله گرد معادل وجود دارد، یکی این است که مساحت قطعه قطعی لوله گرد معادل برابر با مساحت قطعه قطعی لوله بیضی باشد.و دیگری این است که برای ایجاد دایره یک لوله گرد معادل برابر با دایره یک لوله بیضوی.

Eiro Oyaka باله های بیضوی را با باله های مستطیل با لوله های بیضوی با مساحت و کنجکاوی مشابه لوله پایه جایگزین کرد.و محاسبه تئوریک بهره وری بالاب انجام شدهوانگ سوئی و همکارانش بهره وری باله را در شعاع های منحنی مختلف خارج از لوله بر اساس فرمول محاسبه بهره وری باله دور بیرونی لوله گرد بدست آوردند.و سپس تجزیه و تحلیل و محاسبه باله مستطیل لوله بیضوی با روش متوسط منطقهژانگ چونیو و همکارانش از روش تجزیه و تحلیل عددی تفاوت محدود استفاده کردند.و استفاده از تکنولوژی پردازش به روز رسانی دمای برای محاسبه بهره وری بالش لوله بیضی شکل بالش مستطیل تحت سوراخ های مختلف آشفتگیدر مقایسه با روش ساده سازی باله های مستطیل با باله های بیضی معادل،نتایج نشان می دهد که بهره وری باله ها با استفاده از بیضی معادل برای ساده سازی باله های مستطیل بالاتر استمین جینگچون و همکارانش تأیید کردند که روش فن می تواند برای محاسبه کارایی باله های لوله بیضی استفاده شود.بهره وری بالاب از مبادله گرما لوله بیضی راست بالاب با محدوده نسبت محور کوتاه طولانی از 1 ~ 5 در شرایط مختلف کار محاسبه شد، و نتایج محاسبه شده با روش دور مساوی و روش مساحت مساوی که معمولا در مهندسی استفاده می شود مقایسه شد،و تغییر منظم تفاوت بین روش فن و روش دور مساوی و روش مساوی منطقه به دست آمده استدر عین حال، دریافت می شود که هنگامی که فورک های لوله ی بالدار بیضوی ترتیب داده می شوند، انحراف روش دایره برابر بسیار کوچکتر از روش مساحت برابر است.وقتی که لوله های بیضوی بالدار در یک ردیف مرتب شده اند، انحرافات روش دور مساوی و روش مساوی مساحت تقریباً برابر است.

چشم انداز

لوله های بیضوی بالدار به عنوان عناصر تبادل حرارتی با کارایی بالا در تجهیزات تبادل حرارتی استفاده می شوند. مقاومت جریان خارجی لوله کوچک است و کارایی تبادل حرارتی بالا است.که باعث می شود تجهیزات مبادله گرما جمع و جور شوند، سبک وزن، کارآمد و کوچک شده است. در حالی که بسیاری از آنها به دست آمده است، هنوز کارهای زیادی باید انجام شود.

(1) لوله های بیضوی دارای مزایای بسیاری هستند، اما کمتر از لوله های دانشگاهی مورد مطالعه قرار می گیرند.

(2) بهره وری باله ها نقش کلیدی در محاسبه انتقال گرما دارد. روش های زیادی برای محاسبه بهره وری باله های لوله ای با باله های بیضی وجود دارد.اما اساسا همه آنها بر اساس روش معادل هستند، که دارای برخی انحرافات است و این انحرافات باید در هنگام هدایت پروژه واقعی اصلاح شود. بنابراین، برای به دست آوردن نتایج دقیق تر و هدایت پروژه راحت تر،لازم است که در آینده به طور سیستماتیک مطالعه شود..

(3) تحقیقات در مورد ویژگی های داخلی و خارجی لوله های بیضوی بالدار و قانون تبادل حرارتی بسیار جامع بوده است.و دانشمندان در داخل و خارج از کشور انجام داده اند بسیاری از تجزیه و تحلیل نظری، تحقیقات تجربی و شبیه سازی عددی. با این حال، مطالعات نسبتا کمی در مورد لوله های صاف بالدار، به ویژه در داخل و خارج،میدان های دمایی و سرعت لوله های صاف بالداراگرچه مقاومت جانبی هوا از لوله فلک دار صاف نسبتا کوچک است و ضریب تبادل گرما بالا است، مقاومت مایع داخلی آن نسبتا بزرگ است.و بار خنک کننده نسبتا کوچک است، که استفاده از لوله های فلک دار در مبادله گرما را محدود می کند. بنابراین، چگونگی حل مشکل مقاومت جریان داخلی بزرگ لوله های فلک نیاز به تحقیقات عمیق تر و عمیق تر دارد..