هل يزيد وجود حواجز توجيهية داخل الغلاف في مبادل التبريد ذو الأنابيب من سرعة التدفق أيضًا؟
Thread Content
انظر إلى سؤال اليوم: يكمن دور ألواح توجيه التيار الموجودة داخل الغلاف في مبدأ التبادل الحراري ذو الأنابيب المصفوفة في __زيادة سرعة تدفق السائل داخل الغلاف__، مما يؤدي إلى رفع معامل نقل الحرارة بالتبادل الحراري الحملي في الغلاف. أليس كلما كان تدفق السائل أكثر خطية، كانت سرعته أعلى؟ فكيف يمكن لإضافة الحواجز أن تزيد من سرعة التدفق؟
في حالة نفس معدل التدفق، كلما قلت مساحة الممر، زادت سرعة التدفق. تقوم الحواجز المستخدمة لتغيير اتجاه التدفق بتقليل مساحة الممر، مما يؤدي إلى زيادة سرعة التدفق وزيادة درجة الاضطراب في التدفق، وبالتالي يتسارع نقل الحرارة
بعد قراءة توضيحاتك، فهمي هو كالتالي: مع نفس كمية التدفق، إذا كان المسار أطول، فهل سرعة التدفق تزداد؟ وهذا بدوره يزيد من كفاءة التبادل الحراري. أما الألواح المانعة للتيار، فهي تزيد من طول مسار السائل
وفقًا لمعادلة حساب التدفق، فإن التدفق = سرعة التدفق × المساحة العرضية، ولا علاقة لسرعة التدفق بطول المسار. إنها مجرد وهم ناتج عن أن المسارات التي يسلكها السائل في مساحات ذات حجم ثابت مثل المبادلات الحرارية، تصبح أطول، مما يعادل تقلص مساحة التدفق!
الإجابة الصحيحة في الطابق العلوي! لا تقتصر وظيفة الحواجز المانعة للتيار في مبادلات الحرارة ذات الأنابيب على منع حدوث تيارات قصيرة في السائل وزيادة سرعة تدفقه، بل تجبر السائل أيضًا على المرور عبر مجموعة الأنابيب عدة مرات في مسارات متعامدة، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في درجة التيارات التذبذبية.
أعتقد أن هذا الجواب غير دقيق بما فيه الكفاية. لا يمكن لإضافة ألواح التحويل أن تزيد من السرعة الكلية للمادة على جانب الغلاف، لكنها يمكن أن تزيد من السرعة المحلية للمادة عند مواقع هذه الألواح، مما يؤدي إلى ارتفاع الرقم الرينولدي المحلي وبالتالي حدوث تيارات دوامية محلية، وهو ما يعزز كفاءة نقل الحرارة بالتبادل.
مع بقاء الشروط الأخرى كما هي، وبقاء سرعة التدفق في الأنابيب الخاصة بالاستيراد أو التصدير ثابتة، فإن وظيفة الألواح المانعة للتيار هي زيادة المسارات داخل الجهاز، بهدف تحقيق تبادل حراري أفضل. التفسير المذكور أعلاه منطقي إلى حد ما
زيادة سرعة السائل في المسار الخارجي، وإطالة مدة البقاء، ورفع معامل نقل الحرارة بالتبادل الحراري في المسار الخارجي.