زبری سطح یک عامل حیاتی است که می تواند به طور قابل توجهی بر عملکرد لوله های پره دار مارپیچی تأثیر بگذارد. به عنوان تامین کننده این لوله های با کیفیت بالا، من به طور مستقیم شاهد تاثیر زبری سطح بر جنبه های مختلف عملکرد آنها بوده ام. در این وبلاگ به تفصیل بررسی خواهیم کرد که چگونه زبری سطح بر عملکرد لوله های باله دار زخم مارپیچی تأثیر می گذارد.
عملکرد انتقال حرارت
یکی از مهم ترین شاخص های عملکرد لوله های پره دار مارپیچی، راندمان انتقال حرارت آنها است. زبری سطح می تواند تأثیر عمیقی بر این جنبه داشته باشد. هنگامی که سطح لوله پره دار ناهموار باشد، سطح در دسترس برای انتقال حرارت را افزایش می دهد. با توجه به اصول انتقال حرارت، سطح بزرگتر اجازه می دهد تا تماس بیشتری بین سیال (اعم از گاز یا مایع) و سطح لوله برقرار شود و نرخ تبادل حرارت بیشتر را تسهیل می کند.
به عنوان مثال، در یک برنامه مبدل حرارتی، سیالی که روی یک ناهمواری جریان دارد، ظاهر می شودلوله باله دار مارپیچیتلاطم بیشتری را تجربه خواهد کرد. آشفتگی لایه مرزی سیال را که یک لایه نازک در نزدیکی سطح لوله است که در آن انتقال حرارت نسبتاً کند است، مختل می کند. با شکستن این لایه مرزی، سطوح ناهموار ضریب انتقال حرارت همرفتی را افزایش می دهند. این بدان معناست که گرمای بیشتری را می توان از سیال داغ به لوله و سپس به سیال سرد در مدت زمان معینی منتقل کرد.
با این حال، توجه به این نکته مهم است که سطح بهینه ای از زبری سطح وجود دارد. اگر زبری بیش از حد زیاد باشد، می تواند باعث افت فشار بیش از حد در جریان سیال شود. از آنجایی که سیال باید از طریق ویژگی های سطح ناهموار حرکت کند، مقاومت بیشتری را تجربه می کند که برای حفظ جریان به انرژی بیشتری نیاز دارد. این می تواند منجر به افزایش هزینه های عملیاتی شود و حتی ممکن است عملکرد کلی سیستم مبدل حرارتی را محدود کند.
مقاومت در برابر رسوب
رسوب یکی دیگر از مسائلی است که می تواند عملکرد لوله های پره دار مارپیچی را در طول زمان تحت تاثیر قرار دهد. رسوب به تجمع مواد ناخواسته مانند خاک، رسوب و رشد بیولوژیکی روی سطح لوله اشاره دارد. زبری سطح در تعیین مقاومت در برابر رسوب لوله ها نقش دارد.
یک لوله با سطح صاف عموماً در برابر رسوب مقاومتر است زیرا شکافها و بینظمیهای کمتری برای چسبیدن مواد رسوبکننده وجود دارد. از طرف دیگر، یک لوله با سطح ناهموار ممکن است مکانهای بیشتری را برای رسوب مواد رسوبدهنده فراهم کند. هنگامی که رسوب شروع می شود، می تواند یک لایه روی سطح لوله ایجاد کند که به عنوان یک عایق عمل می کند و راندمان انتقال حرارت را کاهش می دهد.
با این حال، در برخی موارد، درجه خاصی از زبری سطح می تواند برای جلوگیری از رسوب مفید باشد. برای مثال، اگر ناهمواری سطح، گردابههای کوچکی در جریان سیال ایجاد کند، این گردابها میتوانند به پاک کردن ذرات رسوبکننده قبل از اینکه فرصتی برای نشستن روی سطح داشته باشند، کمک کنند. این امر به ویژه در کاربردهایی که سیال حاوی غلظت بالایی از جامدات معلق است، مهم است.
استحکام مکانیکی
زبری سطح لوله های باله دار مارپیچی نیز می تواند بر استحکام مکانیکی آنها تأثیر بگذارد. در طول فرآیند تولید، بالهها با یک گام و کشش خاص در اطراف لوله پیچیده میشوند. یک سطح ناهموار می تواند بر پیوند بین باله و لوله تأثیر بگذارد. اگر سطح بیش از حد ناصاف باشد، ممکن است باعث تمرکز تنش در سطح مشترک بین باله و لوله شود که می تواند منجر به شکست زودرس مفصل شود.
برعکس، یک سطح صاف ممکن است چسبندگی کافی برای چسبیدن باله را نداشته باشد. بنابراین، سطح مناسبی از زبری سطح برای اطمینان از پیوند قوی و قابل اعتماد بین باله و لوله مورد نیاز است. این امر به ویژه در کاربردهایی که لوله ها تحت شرایط فشار یا دمای بالا قرار می گیرند بسیار مهم است.
انواع لوله های باله دار زخم مارپیچی و زبری سطح
لوله های باله دار زخم مارپیچی انواع مختلفی دارند، مانندلوله باله دار مارپیچی نوع Lولوله باله دار مارپیچی نوع KL، و تأثیر زبری سطح بسته به نوع آن می تواند متفاوت باشد.
لوله های باله دار مارپیچی نوع L دارای مشخصات باله L شکل ساده هستند. زبری سطح این لوله ها را می توان برای افزایش انتقال حرارت و در عین حال حفظ افت فشار معقول بهینه کرد. باله L شکل سطح نسبتاً بزرگی را برای انتقال حرارت فراهم می کند و سطح مناسب زبری سطح می تواند ضریب انتقال حرارت همرفتی را بیشتر بهبود بخشد.
از طرف دیگر، لوله های باله دار مارپیچی نوع KL، هندسه باله پیچیده تری دارند. زبری سطح این لوله ها باید به دقت کنترل شود تا اطمینان حاصل شود که عملکرد انتقال حرارت بدون به خطر انداختن یکپارچگی مکانیکی باله ها به حداکثر می رسد. شکل پیچیده پرههای KL به این معنی است که جریان سیال در اطراف آنها پیچیدهتر است و زبری سطح میتواند تأثیر مهمتری بر انتقال حرارت و مقاومت در برابر رسوب داشته باشد.
کنترل زبری سطح
ما بهعنوان تامینکننده لولههای بالهدار مارپیچی، فرآیندهای تولید پیشرفتهای را برای کنترل زبری سطح محصولات خود توسعه دادهایم. ما از ماشینکاری دقیق و تکنیک های عملیات سطحی برای دستیابی به سطح مورد نظر از زبری استفاده می کنیم. به عنوان مثال، ما می توانیم از فرآیندهای سنگ زنی، پرداخت یا اچ شیمیایی برای اصلاح بافت سطح لوله ها استفاده کنیم.
قبل از فرآیند پرهبندی، زبری سطح لولههای پایه را به دقت بررسی میکنیم تا از مطابقت با مشخصات مورد نیاز اطمینان حاصل کنیم. در طول فرآیند پرهبندی، اتصال بین باله و لوله را نیز کنترل میکنیم تا اطمینان حاصل شود که زبری سطح هیچ مشکلی ایجاد نمیکند.
نتیجه گیری
در نتیجه، زبری سطح یک اثر چند وجهی بر عملکرد لولههای بالهدار زخم مارپیچی دارد. این می تواند راندمان انتقال حرارت را افزایش دهد، اما در عین حال، باید به دقت کنترل شود تا از افت فشار بیش از حد و مشکلات رسوب جلوگیری شود. استحکام مکانیکی لوله ها نیز تحت تأثیر ناهمواری سطح است، به ویژه از نظر اتصال پره - لوله.
به عنوان یک تامین کننده قابل اعتماد لوله های باله دار مارپیچی، ما اهمیت بهینه سازی زبری سطح را برای برآوردن نیازهای خاص مشتریان خود درک می کنیم. این که آیا شما نیاز داریدلوله باله دار مارپیچی،لوله باله دار مارپیچی نوع L، یالوله باله دار مارپیچی نوع KL، ما می توانیم محصولات با کیفیت بالا با زبری سطح مناسب برای کاربرد شما ارائه دهیم.
اگر به لولههای بالهدار زخم مارپیچی ما علاقهمند هستید یا در مورد چگونگی تأثیر زبری سطح بر عملکرد آنها سؤالی دارید، لطفاً برای بحث بیشتر و خرید احتمالی با ما تماس بگیرید. ما متعهد به ارائه بهترین راه حل ها برای نیازهای انتقال حرارت شما هستیم.
مراجع
- Incropera، FP، و DeWitt، DP (2002). مبانی انتقال حرارت و جرم جان وایلی و پسران
- برگمن، TL، Lavine، AS، Incropera، FP، و DeWitt، DP (2011). مقدمه ای بر انتقال حرارت جان وایلی و پسران
- تاکرمن، دی بی، و پیز، RFW (1981). غرق حرارت با کارایی بالا برای VLSI. IEEE Electron Device Letters، 2(5)، 126 - 129.
