Einführung in den Spiraltubus-Wärmeaustauscher

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Die spiralförmigen Flachrohre sind eine Art Wärmetauscherrohr, das erstmals von dem Schweizer Unternehmen Allares vorgeschlagen wurde und anschließend von dem amerikanischen Unternehmen Brown (Brown in Houston) weiterentwickelt wurde. Aufgrund der einzigartigen Struktur des Rohrs fließt die Flüssigkeit im Rohr in Spiralbewegung, was zu einer erhöhten Turbulenz führt. Experimentelle Studien haben gezeigt, dass der Wärmeübergangskoeffizient an der Innenwand spiralförmiger Flachrohre in der Regel erheblich höher ist als bei herkömmlichen Rundrohren. Dies gilt insbesondere bei niedrigen Reynolds-Zahlen – dort kann der Koeffizient bis zu 2–3 Mal so hoch sein ； Mit zunehmender Reynolds-Zahl kann der Wärmeübergangskoeffizient in der Regel um mehr als 50 % erhöht werden. 　　Der Herstellungsprozess besteht darin, zunächst den Röhrenstumpf zu flachdrücken und ihn anschließend in eine spiralförmige Form zu bringen. Dr. Liu Along von Zhejiang Huanchen Technology führt folgende Analyse durch: Beim Durchführen der Rohre wird eine Anordnung verwendet, bei der die Rohre zu Bündeln zusammengefasst werden. Diese Bündel haben keine Stützelemente; sie stützen sich stattdessen gegenseitig durch die Berührungspunkte der Außenspiralen an den Rändern der spiralförmigen Flachrohre. Im Rohrkanal erhöht die spiralförmige Strömung des Fluids dessen Turbulenzgrad, verringert die Dicke der Schicht mit träge fließendem Fluid, die als Hauptwärmebarriere für die Wärmetransmission dient, und ermöglicht so eine effektivere Wärmetransmission im Rohr. Im Schalenstrombereich ist aufgrund der spiralförmigen Strömkanäle zwischen den spiralförmigen Flachrohren die Bewegung des Fluids dort durch die Zentrifugalkraft dazu gebracht, periodisch ihre Geschwindigkeit und Richtung zu ändern, wodurch eine bessere vertikale Mischung des Fluids erreicht wird. Darüber hinaus entsteht, wenn die Flüssigkeit an den spiralförmigen Kontaktstellen der benachbarten Rohre vorbeifließt, ein Strömungsschwall, der sich von der Rohrwand löst. Dadurch wird die Turbulenz der Flüssigkeit selbst verstärkt, wodurch die Wärmeübertragungsschicht an der Rohrwand zerstört wird. Infolgedessen wird auch die Wärmeübertragung im Außenstromkreis verbessert. Durch die gleichzeitige Steigerung der Wärmeübertragung im Inneren und außerhalb der Rohrleitung wird die Wärmeübertragungseffizienz im Vergleich zu herkömmlichen Rohrgehäuse-Wärmetauschern erheblich verbessert. Dies gilt insbesondere für Prozesse, bei denen die Viskosität des Fluids hoch ist und eine oder beide Seiten des Fluids in einem stehenden Strömungsregime befinden sich – in solchen Fällen ist die Verbesserung besonders ausgeprägt. Die Vorteile von Wärmeaustauschern, die mit diesen Wärmeübertragungsröhren hergestellt werden, sind: 1. Geringer Druckabfall, 2. Hohe Wärmeübertragungseffizienz, 3. Geringe Neigung zur Ablagerung von Schmutz, 4. Keine Verstopfungen. Dadurch werden die Nachteile traditioneller Wärmeaustauscher überwunden. Es handelt sich dabei um die ideale Lösung zur Nutzung von Abwärme bei niedrigen Temperaturen. Bei der Verwendung in Anlagen zur Reinigung von Wasser zeigt dieser Wärmeaustauscher hervorragende Ergebnisse – er ist somit die ideale Wahl.