सर्पिलाकार पतली नलियों वाले हीट एक्सचेंजरों के बारे में जानक

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स्पाइरल फ्लैट ट्यूब, यह एक तरह की हीट एक्सचेंज ट्यूब है; इसका आविष्कार स्विट्जरलैंड की Allares कंपनी द्वारा किया गया। बाद में अमेरिका की Brown कंपनी (ह्यूस्टन स्थित) ने इसमें सुधार किया। पाइप की विशिष्ट संरचना के कारण, तरल पदार्थ पाइप के अंदर सर्पिल आकार में बहता है, जिससे अशांति/टर्बुलेंस बढ़ जाती है। प्रयोगात्मक अध्ययनों से पता चलता है कि सर्पिलाकार सपाट नलियों में ऊष्मा संचरण गुणांक, सामान्य गोलाकार नलियों की तुलना में आमतौर पर काफी अधिक होता है; यह अंतर कम रेनॉल्ड्स संख्या पर सबसे अधिक देखने को मिलता है, जहाँ यह 2–3 गुना तक हो जाता है। ； रेनॉल्ड्स संख्या में वृद्धि होने पर, आमतौर पर ऊष्मा संचरण गुणांक में 50% से अधिक की वृद्धि हो जाती है। 　　इसके निर्माण हेतु, पहले गोल ट्यूब को चपटा किया जाता है, फिर उसे सर्पिल आकार में मोड़ दिया जाता है। झेजियांग हुआनचेन टेक्नोलॉजी के डॉ. लियू आलोंग के अनुसार, पाइपों को एक ही दिशा में व्यवस्थित करके ही पाइप-समूह बनाया जाता है। ऐसे पाइप-समूहों में कोई सहायक तत्व नहीं होता; वे केवल सर्पिलाकार पाइपों की बाहरी सतहों पर मौजूद संपर्क बिंदुओं के आधार पर ही एक-दूसरे का सहारा लेते हैं। ट्यूब में, तरल पदार्थ का सर्पिलाकार प्रवाह उसकी अशांति को बढ़ा देता है; इससे ऊष्मा संचरण में बाधा डालने वाली परतों की मोटाई कम हो जाती है, जिससे ट्यूब के अंदर ऊष्मा संचरण बेहतर तरीके से हो पाता है। शेल प्रवाह मार्ग में, चूँकि सर्पिलाकार पतली नलियों के बीच का प्रवाह मार्ग भी सर्पिलाकार होता है, इसलिए तरल पदार्थ इन नलियों के बीच गति करते समय अपकेंद्रीय बल के कारण नियमित रूप से अपनी गति एवं दिशा में परिवर्तन करता है; इससे तरल पदार्थ का ऊर्ध्वाधर मिश्रण और बेहतर हो जाता है। इसके अलावा, जब तरल पदार्थ पास की नलियों के सर्पिलाकार संपर्क बिंदुओं से गुजरता है, तो नली की दीवार से अलग होकर एक “टेलस्ट्रीम” बन जाती है। इससे तरल पदार्थ में अशांति बढ़ जाती है, एवं नली की दीवार पर तरल पदार्थ की ऊष्मा-हस्तांतरण परत भी नष्ट हो जाती है। इस कारण नली के बाहरी हिस्से में भी ऊष्मा-हस्तांतरण प्रक्रिया तेज हो जाती है। पाइप के अंदर एवं बाहर ऊष्मा संचरण एक साथ होने के कारण, इसकी ऊष्मा संचरण क्षमता सामान्य पाइप-शेल आधारित एक्सचेंजरों की तुलना में काफी बेहतर हो जाती है। विशेष रूप से, तब इसका प्रभाव और भी अधिक होता है, जब तरल पदार्थ की चिपचिपाहट अधिक हो, एवं तरल पदार्थ एक या दोनों ओर से स्थिर गति से ही प्रवाहित हो रहा हो। इस हीट एक्सचेंज ट्यूब का उपयोग करके बनाए गए हीट एक्सचेंजरों में निम्नलिखित लाभ हैं: 1. दबाव-ह्रास कम होता है। 2. ऊष्मा-स्थानांतरण दक्षता अधिक होती है। 3. इनमें जमाव नहीं होता। 4. ये अवरुद्ध नहीं होते। ये गुण पारंपरिक हीट एक्सचेंजरों की कमियों को दूर करते हैं; इसलिए ये निम्न तापमान वाली अतिरिक्त ऊष्मा को निकालने हेतु सबसे उपयुक्त हीट एक्सचेंजर हैं। इन हीट एक्सचेंजरों का उपयोग “शैग वॉटर” के उपचार हेतु किया जाता है, और ये सबसे आदर्श हीट एक्सचेंजर हैं।