Ελλειπτικοί σωλήνες με πτερύγια

Ελλειπτικοί σωλήνες με πτερύγια

Ένας ελλειπτικός σωλήνας με πτερύγια είναι ένα στοιχείο ανταλλακτήρα θερμότητας που αποτελείται από ένα σωλήνα βάσης, έναν ελλειπτικό σωλήνα και ένα εξωτερικό πτερύγιο.οβάλ στρογγυλοειδείς σωλήνες με πτερύγια, σπειροειδείς ελλειπτικοί επίπεδοι σωλήνες, οβάλ H σχήμα φτερωτοί σωλήνες κλπ. Οι ελλειπτικοί φτερωτοί σωλήνες εκτιμούνται λόγω της ανώτερης απόδοσής τους σε σύγκριση με τους στρογγυλούς φτερωτούς σωλήνες,που χρησιμοποιούνται ευρέως σε βιομηχανικούς τομείς όπως το αιθυλένιο και η διύλιση πετρελαίουΟι ελλειπτικοί σωλήνες με πτερύγια χρησιμοποιούνται ως στοιχεία υψηλής απόδοσης ανταλλαγής θερμότητας σε εξοπλισμό ανταλλαγής θερμότητας.που κάνει τον εξοπλισμό ανταλλαγής θερμότητας να είναι συμπαγήςΑν και πολλά έχουν επιτευχθεί, πολλά παραμένουν να γίνουν.

Σύντομη εισαγωγή

Με την ανάπτυξη της επιστήμης και της τεχνολογίας και της βιομηχανίας, ο εξοπλισμός ανταλλάκτη θερμότητας τείνει να είναι συμπαγής, ελαφρύς, αποτελεσματικός και μικροσκοπικός,αλλά ο γενικός εναλλάκτης θερμότητας δεν μπορεί να πληροί τις παραπάνω απαιτήσειςΩς εκ τούτου, ο θερμικός ανταλλάκτης σωλήνων είναι ευνοημένος από τους μελετητές ως θερμικός ανταλλακτής υψηλής απόδοσης.Ο εναλλάκτης θερμότητας με φτερό σωλήνα έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στην ψύξη, κλιματισμού και άλλων βιομηχανικών τομέων, το βασικό στοιχείο είναι το δέμα σωλήνων στο εσωτερικό του εναλλάκτη θερμότητας,για τη βελτίωση της απόδοσης μεταφοράς θερμότητας στην επιφάνεια του σωλήνα βάσης πτερύγιο είναι ένας πολύ αποτελεσματικός τρόπος για την ενίσχυση της μεταφοράς θερμότητας, και σε σύγκριση με τον απλό σωλήνα, ο σωλήνας με πτερύγια έχει τα πλεονεκτήματα της συμπαγής δομής, της ευέλικτης και εύλογης επιλογής υλικού (η επιλογή υλικού του σωλήνα βάσης και του πτερύχου μπορεί να είναι διαφορετική),και υψηλή αποδοτικότητα μεταφοράς θερμότητας.

Τύποι φτερωτών σωλήνων

Σύμφωνα με τις διαφορετικές θέσεις εγκατάστασης πτερύγων, υπάρχουν δύο είδη σωλήνων πτερύγων: εσωτερικός σωλήνας πτερύγων και εξωτερικός σωλήνας πτερύγων, μεταξύ των οποίων ο εξωτερικός σωλήνας πτερύγων χρησιμοποιείται πιο συχνά.Σύμφωνα με την διαφορετική διάταξη πτερύγων, υπάρχουν δύο είδη σωλήνων με πτερύγια: διαμήκη σωλήνες με πτερύγια και εγκάρσια σωλήνες με πτερύγια.οβάλ φτερωτοί σωλήνεςΟ θερμοανταλλάκτης με στρογγυλό φτερό κατέχει κυρίαρχο ρόλο στην αγορά, αλλά ένας μεγάλος αριθμός δοκιμών δείχνει ότι σε σύγκριση με τον στρογγυλό φτερό σωλήνα, ο θερμοανταλλάκτης με στρογγυλό φτερόη περιοχή επιστροφής και η περιοχή προς τον άνεμο του ελλειπτικού σωλήνα είναι πολύ μικρότερες, η οποία μειώνει αποτελεσματικά την αντίσταση ροής και την κατανάλωση ενέργειας στην πλευρά του αέρα, και όταν ο αριθμός των δέσμων σωλήνων είναι ο ίδιος,το ελλειπτικό σωλήνα και το επίπεδο σωλήνα είναι πιο συμπαγές από το στρογγυλό σωλήνα, και ο όγκος του εναλλάκτη θερμότητας είναι μικρότερος, γεγονός που μειώνει το κόστος.Η έρευνα και η ανάπτυξη των ελλειπτικών ανταλλακτών θερμότητας σωλήνα-πτερύγια έχει προσελκύσει όλο και περισσότερη προσοχή από τους μελετητές.

Πρόοδος της έρευνας για τους ελλειπτικούς σωλήνες με πτερύγια

Οι εξωθερμικές και ανθεκτικές ιδιότητες δέκα ειδών ελλειπτικών ορθογώνιων σωλήνων με πτερύγια μελετήθηκαν πειραματικά.Για την ανάλυση των πειραματικών δεδομένων χρησιμοποιήθηκαν γραμμική ανάλυση παλινδρόμησης και δοκιμή σημασίας επιπέδου F., και λαμβάνεται ο τύπος συσχέτισης μεταξύ της απελευθέρωσης θερμότητας από την πλευρά του αέρα και των επιδόσεων αντίστασης του ελλειπτικού ορθογώνιου σωλήνα φτερούγων.Η βέλτιστη εγκάρσια και διαμήκη απόσταση σωλήνων που αντιστοιχεί στον ελάχιστο όγκο και την ελάχιστη περιοχή προς τον άνεμο των ελλειπτικών ορθογώνιων σωλήνων με πτερύγια καθορίστηκεΤα πειραματικά δεδομένα αναλύθηκαν για να ληφθεί η αλληλεπίδραση μεταξύ του αριθμού των σειρών σωλήνων, του διαστήματος μεταξύ οριζόντιων και διαμήκων σωλήνων και του συντελεστή τριβής.Μελέτησε την επίδραση της απόστασης των πτερυγίων των ελλειπτικών σωλήνων με διαφορετικές αναλογίες των μακρών και των μικρών άξονων της ελλειψής (a/b) στην απελευθέρωση θερμότητας, και μελέτησαν την απελευθέρωση θερμότητας ενός ορθογώνιου ελλειπτικού σωλήνα με τέσσερις τρύπες σπόιλερ στο περαστικό αέριο.Ένας απλός τύπος που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως βάση για μηχανικούς υπολογισμούς προέρχεταιΟ Τού Σαν και άλλοι.Χρησιμοποίησε τη μέθοδο σταθερής θερμοκρασίας με σταθερό τοίχωμα για τη μελέτη των χαρακτηριστικών μεταφοράς θερμότητας και αντίστασης τριών ελλειπτικών ψυκτικών αέρας σωλήνων με πτερύγια και ενός κυκλικού ψυκτικού αέρας σωλήνων με πτερύγιαΜέσα από τη μελέτη και την ανάλυση των πειραμάτων, ο τύπος συσχέτισης του Nu και του Re σε διαφορετικές συνθήκες εργασίας των δύο φτερωτών σωλήνων προέκυψε.Τα αποτελέσματα δείχνουν επίσης ότι όταν η ταχύτητα ροής της πλευράς προς τον άνεμο είναι ίση, ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας του ελλειπτικού σωλήνα με πτερύγια είναι περίπου 3~7 φορές μεγαλύτερος από αυτόν του στρογγυλού σωλήνα με πτερύγια και όταν ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας είναι ίσος,η πτώση πίεσης του ελλειπτικού σωλήνα με πτερύγια είναι μικρότερη από εκείνη του στρογγυλού σωλήνα με πτερύγια, και ο ελλειπτικός θερμοανταλλάκτης σωλήνα με πτερύγια χρειάζεται λιγότερη κατανάλωση ενέργειας και επιφάνεια ανταλλαγής θερμότητας.Ο Chen Yaping εξέτασε τα χαρακτηριστικά της μεταφοράς θερμότητας και της αντίστασης ροής του ελλειπτικού θερμοανταλλάκτη σωλήνα από χάλυβα με φτερά από αλουμίνιοΤα δεδομένα δοκιμής δείχνουν ότι με την αύξηση της ταχύτητας του ανέμου προς τα εμπρός στην πλευρά του σωλήνα με πτερύγια, η πτώση της πίεσης αυξάνεται σταδιακά.και η πτώση πίεσης του τεστ τεμαχίου με 4 σειρές είναι σημαντικά μεγαλύτερη από εκείνη του τεστ τεμαχίου με 3 σειρές, έτσι ώστε η αύξηση του αριθμού των σειρών σωλήνων αποδυναμώνει τη μεταφορά θερμότητας του φτερωτού σωλήνα.Τα αποτελέσματα των δοκιμών δείχνουν ότι το ελλειπτικό ατσάλινο σωλήνα με πτερυγία αλουμινίου που κατασκευάζεται με μοναδική διαδικασία έχει καλή μεταφορά θερμότητας, αντοχή και επαρκή δομική αντοχή, έτσι ώστε να έχει ευρεία προοπτική εφαρμογής.Μελέτησε πειραματικά τη μεταφορά θερμότητας και την απόδοση αντίστασης των ψυκτικών σωλήνων με πτερύγια με άνιση απόσταση πτερύγων στην διάταξη των πιρούνιων των σωλήνωνΟ θερμοκηπίος του ατσάλινου σωλήνα με ελλειπτικό σωλήνα που χρησιμοποιήθηκε στο πείραμα έχει δύο σειρές σωλήνων στον εναλλάκτη θερμότητας.και η διάταξη του διαστήματος μεταξύ των πτερύγων της δεύτερης σειράς είναι μεγαλύτερη από εκείνη της πρώτης σειράς για να μειωθεί η αντίσταση του αέρα έξω από τη δεύτερη σειρά και να αυξηθεί η ανταλλαγή θερμότητας.

Χαρακτηριστικά των ελλειπτικών φτερωτών σωλήνων

(1) Σε σύγκριση με τον στρογγυλό σωλήνα με πτερύγια, ο ελλειπτικός σωλήνας με πτερύγια είναι ευκολότερος στη συμπαγή διάταξη, έτσι ώστε να μειώνεται ο συνολικός όγκος ολόκληρου του εναλλάκτη θερμότητας,μειώνοντας έτσι το έδαφος.

(2) Λόγω των χαρακτηριστικών σχήματος του ελλειπτικού σωλήνα με πτερύγια, η αντίσταση της πλευράς του αέρα είναι μικρή και ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας μεταξύ των υγρών αυξάνεται,και η θερμική αντίσταση στο σωλήνα είναι μικρή, το οποίο αυξάνει τη μεταφορά θερμότητας του υγρού στον σωλήνα.

(3) Η περιοχή ανταλλαγής θερμότητας του ελλειπτικού σωλήνα με πτερύγια είναι μεγαλύτερη από εκείνη του στρογγυλού σωλήνα με την ίδια περιοχή της εγκάρσιας τομής.επειδή η περιφέρεια μεταφοράς θερμότητας του ελλειπτικού σωλήνα είναι σχετικά μεγάλη κάτω από την ίδια περιοχή της διατομής.

(4) Το πιο συνηθισμένο που χρησιμοποιείται σε ωοειδείς σωλήνες με πτερύγια είναι ορθογώνια ατσάλινα πτερύγια, τα οποία έχουν υψηλή αντοχή, και ο βασικός σωλήνας δεν πρέπει να παγώσει και να σπάσει το χειμώνα και έχει μακρά διάρκεια ζωής.

(5) Επειδή ο ελλειπτικός σωλήνας με πτερύγια μπορεί να τοποθετηθεί πιο συμπαγής, η επιρροή του σωλήνα της πρώτης σειράς στην πίσω σειρά είναι σχετικά μεγάλη.και η αντίσταση εξόδου του σωλήνα μπορεί να μειωθεί αυξάνοντας την απόσταση πτερύγων του πίσω σωλήνα, αλλά ο αριθμός των σειρών σωλήνων δεν πρέπει να είναι πολύ μεγάλος.

Μέθοδος υπολογισμού για την απόδοση ελλειπτικής φτερωτής σωλήνας με φτερούγες

Ο ελλειπτικός σωλήνας με πτερύγια αποτελείται από ένα σωλήνα βάσης, έναν ελλειπτικό σωλήνα και ένα εξωτερικό πτερύγιο.Σπειροειδείς ελλειπτικές επίπεδες σωλήνεςΟι ελλειπτικοί σωλήνες με πτερύγια εκτιμώνται λόγω της ανώτερης απόδοσής τους σε σύγκριση με τους στρογγυλούς σωλήνες με πτερύγια.που χρησιμοποιούνται ευρέως σε βιομηχανικούς τομείς όπως το αιθυλένιο και η διύλιση πετρελαίου.

Κατά τον υπολογισμό της απόδοσης πτερυγίου του ελλειπτικού θερμοανταλλάκτη σωλήνα-πτερυγίου, οι άνθρωποι συχνά μετατρέπουν τον ελλειπτικό σωλήνα πτερυγίου ισοδύναμο με τον στρογγυλό σωλήνα,και να υπολογίσει και να το αναλύσει σύμφωνα με το στρογγυλό φτερό σωλήναΥπάρχουν δύο τρόποι επιλογής του ισοδύναμου στρογγυλού σωλήνα, ένας είναι να κάνει την περιοχή της διατομής του ισοδύναμου στρογγυλού σωλήνα ίσο με την περιοχή της διατομής του ελλειπτικού σωλήνα,και το άλλο είναι να κάνει την περιφέρεια του ισοδύναμου στρογγυλού σωλήνα ίσο με την περιφέρεια του ελλειπτικού σωλήνα.

Ο Eiro Oyaka αντικατέστησε τα ελλειπτικά πτερύγια με ορθογώνια πτερύγια με ελλειπτικούς σωλήνες με την ίδια έκταση και εκκεντρικότητα του σωλήνα βάσης,και πραγματοποιήθηκε ο θεωρητικός υπολογισμός της απόδοσης πτερύγωνΟ Huang Suyi κ.λπ. απέκτησε την απόδοση πτερυγίου σε διαφορετικές ακτίνες καμπυλότητας εκτός του σωλήνα σύμφωνα με τον τύπο υπολογισμού της απόδοσης του εξωτερικού στρογγυλού πτερυγίου του στρογγυλού σωλήνα,και στη συνέχεια αναλύθηκε και υπολογίστηκε το ορθογώνιο πτερύγιο του ελλειπτικού σωλήνα με τη μέθοδο της μέσης έκτασηςΟ Zhang Chunyu et al. χρησιμοποίησε τη μέθοδο αριθμητικής ανάλυσης με πεπερασμένες διαφορές,και εφάρμοσε την τεχνολογία επεξεργασίας ενημέρωσης θερμοκρασίας για τον υπολογισμό της απόδοσης πτερυγίου του ορθογώνιου πτερυγίου του ελλειπτικού σωλήνα υπό διαφορετικές τρύπες αναταραχής. Σε σύγκριση με τη μέθοδο απλούστευσης των ορθογώνιων πτερυγίων με ισοδύναμα ελλειπτικά,τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η αποτελεσματικότητα των πτερυγίων είναι υψηλότερη με τη χρήση της ισοδύναμης ελλείμματος για την απλούστευση των ορθογώνιων πτερυγίωνΟ Min Jingchun et al. επαλήθευσε ότι η μέθοδος του ανεμιστήρα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό της απόδοσης των ελλειπτικών πτερυγίων σωλήνων.Υπολογίστηκε η απόδοση πτερυγίου του ελλειπτικού σωλήνα ευθεία-πτερυγίου ανταλλακτή θερμότητας με μια μεγάλη σύντομη εύρος αναλογία άξονα 1 ~ 5 υπό διαφορετικές συνθήκες εργασίας, και τα υπολογισμένα αποτελέσματα συγκρίθηκαν με τη μέθοδο ίσης περιφέρειας και τη μέθοδο ίσης έκτασης που χρησιμοποιούνται συνήθως στη μηχανική,και η κανονική διακύμανση της διαφοράς μεταξύ της μεθόδου του ανεμιστήρα και της μεθόδου ίσης περιφέρειας και της μεθόδου ίσης έκτασης λαμβάνεταιΤαυτόχρονα, λαμβάνεται ότι όταν τα ελλειπτικά πτερύγια σωλήνων διατίθενται, η απόκλιση της μεθόδου ίσης περιφέρειας είναι πολύ μικρότερη από εκείνη της μεθόδου ίσης έκτασης.Όταν οι ελλειπτικοί φτερωτοί σωλήνες είναι διατεταγμένοι σε μια σειρά, οι αποκλίσεις της μεθόδου ίσης περιφέρειας και της μεθόδου ίσης έκτασης είναι περίπου ίσες.

Προοπτικές

Οι ελλειπτικοί σωλήνες με πτερύγια χρησιμοποιούνται ως στοιχεία υψηλής απόδοσης ανταλλαγής θερμότητας σε εξοπλισμό ανταλλαγής θερμότητας.που κάνει τον εξοπλισμό ανταλλαγής θερμότητας να είναι συμπαγήςΑν και πολλά έχουν επιτευχθεί, πολλά παραμένουν να γίνουν.

(1) Οι ελλειπτικοί σωλήνες με πτερύγια έχουν πολλά πλεονεκτήματα, αλλά ερευνούνται λιγότερο από αυτούς του πανεπιστημίου.

(2) Η απόδοση των πτερυγίων διαδραματίζει βασικό ρόλο στον υπολογισμό της μεταφοράς θερμότητας.αλλά βασικά όλα βασίζονται στην ίδια μέθοδο.Για να επιτευχθούν ακριβέστερα αποτελέσματα και να καθοδηγηθεί το έργο με μεγαλύτερη ευκολία, θα πρέπει να προχωρήσουμε στην αξιολόγηση των διαρθρωτικών ταμείων.είναι απαραίτητο να μελετηθεί πιο συστηματικά στο μέλλον.

(3) Η έρευνα σχετικά με τα εσωτερικά και εξωτερικά χαρακτηριστικά των ελλειπτικών σωλήνων με πτερύγια και τον νόμο της ανταλλαγής θερμότητας ήταν πολύ ολοκληρωμένη.και οι μελετητές στο σπίτι και στο εξωτερικό έχουν κάνει πολλές θεωρητικές αναλύσειςΩστόσο, υπάρχουν σχετικά λίγες μελέτες για επίπεδες σωλήνες με πτερύγια, ιδίως στο εσωτερικό και στο εξωτερικό,πεδία θερμοκρασίας και ταχύτητας των επίπεδων φτερωτών σωλήνωνΑν και η αντίσταση της πλευράς του αέρα του επίπεδου σωλήνα με πτερύγια είναι σχετικά μικρή και ο συντελεστής ανταλλαγής θερμότητας είναι υψηλός, η εσωτερική αντίσταση του υγρού είναι σχετικά μεγάλη.και το φορτίο του ψυκτικού είναι σχετικά μικρόΕπομένως, η λύση του προβλήματος της μεγάλης εσωτερικής αντίστασης ροής των επίπεδων σωλήνων απαιτεί όλο και περισσότερη έρευνα..