Введение в теплообменники с спиральными плоскими трубками

Thread Content

Спиральная плоская труба — это тип теплообменной трубы, впервые предложенный швейцарской компанией Allares и усовершенствованный американской компанией Brown (компания Brown из Хьюстона). Благодаря уникальной структуре трубы поток жидкости внутри нее движется спирально, что способствует возникновению турбулентности. Экспериментальные исследования показывают, что коэффициент теплопередачи по внутренней поверхности спиральных плоских труб обычно значительно выше, чем у обычных круглых труб; это особенно заметно при низких значениях числа Рейнольдса, где он может быть в 2–3 раза выше ； По мере увеличения числа Рейнольдса коэффициент теплопередачи также может увеличиваться более чем на 50%. 　　Процесс изготовления заключается сначала в сжатии круглой трубы, а затем в её скручивании в спираль. Доктор Лю Алун из компании Zhejiang Huanchen Technology провел исследование: при прокладке труб они располагаются в одном направлении, образуя пакет труб. У такого пакета нет опорных элементов; он поддерживается за счет точек контакта на внешней спиральной кромке спиральных плоских труб. В трубчатом канале спиральное движение жидкости усиливает степень турбулентности, снижает толщину слоя застоя, который является основным тепловым сопротивлением при передаче тепла, что способствует усилению процесса передачи тепла внутри трубы. В канале оболочки, поскольку проходы между спиральными плоскими трубками также имеют спиральную форму, при движении жидкости в них под действием центробежной силы её скорость и направление периодически меняются, что способствует усилению продольного смешивания жидкости. Кроме того, когда жидкость проходит через точки контакта спиралевидных поверхностей соседних труб, образуется хвостовой поток, отступающий от стенки трубы. Это усиливает турбулентность самой жидкости, нарушая при этом граничный слой теплообмена у стенки трубы. В результате усиливается и процесс теплообмена во внешней зоне трубы. В результате одновременного усиления процессов теплообмена внутри и снаружи трубки, эффективность теплообмена значительно повышается по сравнению с обычными теплообменниками типа трубка-корпус. Этот эффект особенно заметен при высокой вязкости жидкости и при условиях стационарного потока на одной или обеих сторонах. Теплообменники, изготовленные с использованием таких теплообменных трубок, обладают следующими преимуществами: 1) низкое падение давления; 2) высокая эффективность теплообмена; 3) отсутствие склонности к образованию налета; 4) отсутствие засорений. Это компенсирует недостатки традиционных теплообменников, поэтому такие устройства являются идеальными для извлечения тепла при низких температурах. Они эффективно используются для обработки воды, содержащей осадки, и представляют собой наилучшие варианты теплообменников.