คำอธิบายเกี่ยวกับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อแบนเกลียว

Thread Content

ท่อแบบเกลียวแบนเป็นท่อสำหรับการแลกเปลี่ยนความร้อนชนิดหนึ่ง ซึ่งถูกคิดค้นขึ้นครั้งแรกโดยบริษัท Allares ในประเทศสวิตเซอร์แลนด์ จากนั้นบริษัท Brown ในสหรัฐอเมริกา (บริษัท Brown ที่อยู่ในเมืองฮิวสตัน) ก็ได้ทำการปรับปรุงรูปแบบของท่อนี้ต่อไป เนื่องจากโครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ของท่อ ทำให้ของไหลเคลื่อนที่ในท่อในลักษณะเป็นเกลียว ซึ่งส่งผลให้เกิดกระแสน้ำที่วุ่นวายมากขึ้น จากการทดลองพบว่า ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนของผิวด้านในของท่อแบบเกลียวนั้น โดยทั่วไปจะสูงกว่าท่อกลมธรรมดาอย่างมาก โดยเฉพาะในกรณีที่ค่าเรโนลด์สต่ำ โดยค่าสัมประสิทธิ์ดังกล่าวอาจสูงถึง 2–3 เท่าเลยทีเดียว ； เมื่อค่า Reynolds number เพิ่มขึ้น โดยปกติแล้วค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนก็จะเพิ่มขึ้นได้มากกว่า 50% เช่นกัน 　　กระบวนการผลิตคือการบีบท่อกลมให้แบนก่อน จากนั้นจึงบิดให้เป็นรูปเกลียว ดร.หลิว อาหลง จากบริษัท เจ้อเจียง หวั่นเฉิน เทคโนโลยี ได้ทำการวิเคราะห์ว่า เมื่อนำท่อมาเชื่อมต่อกัน ควรจัดเรียงท่อให้อยู่ในแนวเดียวกัน เพื่อให้เกิดเป็นชุดท่อ โดยชุดท่อนี้จะไม่มีองค์ประกอบที่ใช้รองรับ แต่จะอาศัยจุดสัมผัสของเส้นโค้งบนขอบนอกของท่อเพื่อช่วยรองรับกันเอง ในระบบท่อ การไหลเวียนของของไหลในลักษณะเป็นเกลียวจะช่วยเพิ่มระดับความวุ่นวายของของไหล ซึ่งจะทำให้ชั้นที่เป็นอุปสรรคต่อการถ่ายเทความร้อนมีความหนาน้อยลง และช่วยเสริมประสิทธิภาพในการถ่ายเทความร้อนภายในท่อได้ ในส่วนของท่อเปลือก ช่องทางการไหลระหว่างท่อแบบเกลียวก็มีลักษณะเป็นเกลียวเช่นกัน เมื่อของไหลเคลื่อนที่ผ่านช่องเหล่านี้ จะถูกแรงหนีศูนย์กลางดึงให้มีการเปลี่ยนแปลงความเร็วและทิศทางอย่างสม่ำเสมอ ซึ่งช่วยเสริมให้เกิดการผสมกันของของไหลในแนวตั้งได้ดียิ่งขึ้น นอกจากนี้ เมื่อของไหลไหลผ่านจุดสัมผัสแบบเกลียวระหว่างท่อที่อยู่ติดกัน จะเกิดกระแสไหลที่หลุดออกจากผนังท่อ ซึ่งช่วยเพิ่มความรุนแรงของกระแสไหลวนในตัวของไหลเอง และทำลายชั้นขอบเขตการถ่ายเทความร้อนบนผนังท่อ ดังนั้นจึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการถ่ายเทความร้อนในส่วนของท่อด้วยเช่นกัน ผลจากการเสริมประสิทธิภาพในการถ่ายเทความร้อนทั้งภายในและภายนอกท่อ ทำให้ประสิทธิภาพในการถ่ายเทความร้อนดีขึ้นอย่างมากเมื่อเทียบกับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อ-ฝาครอบธรรมดา โดยเฉพาะในกรณีที่ของไหลมีความหนืดสูง และมีการไหลแบบอยู่กับที่ที่ด้านหนึ่งหรือทั้งสองด้าน ประสิทธิภาพจะยิ่งโดดเด่นมากขึ้นไปอีก เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่สร้างขึ้นจากท่อแลกเปลี่ยนความร้อนนี้มีข้อดีดังนี้: 1. มีแรงดันตกต่ำ 2. มีประสิทธิภาพในการแลกเปลี่ยนความร้อนสูง 3. ไม่เกิดการสะสมตะกอนง่าย 4. ไม่มีการอุดตัน ข้อดีเหล่านี้ช่วยแก้ไขข้อเสียของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบดั้งเดิม ทำให้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนนี้เป็นอุปกรณ์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการนำพลังงานความร้อนที่มีอุณหภูมิต่ำมาใช้ประโยชน์ โดยเฉพาะเมื่อนำไปใช้กับน้ำที่ใช้ในการล้างตะกอน ถือเป็นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ดีที่สุดเลยทีเดียว