O uso de tubos planos elípticos em trocadores de calor se deve principalmente aos seguintes motivos:
1. Vantagens do desempenho da transferência de calor
Grande área de transferência de calor: Na mesma área de seção transversal, a periferia de transferência de calor de um tubo plano elíptico é maior que o de um tubo circular, fornecendo uma área de transferência de calor maior e permitindo uma transferência de calor mais completa. Por exemplo, em um trocador de calor de barbatana de tubo, os tubos planos elípticos podem aumentar a área de contato com as barbatanas e melhorar a eficiência geral da transferência de calor.
Distúrbio do fluido aprimorado: A área de seção transversal de fluxo de um tubo plano elíptico é relativamente pequeno em comparação com um tubo circular. Quando a taxa de fluxo permanece constante, a velocidade de fluxo do fluido dentro do tubo aumenta, o distúrbio é fortalecido e a transferência de calor convectivo para dentro do tubo é aprimorada. Para o fluido fora do tubo, o tubo plano elíptico é aproximadamente otimizado e a resistência é pequena quando o fluido é varrido para fora. Pode aumentar a velocidade de fluxo e aumentar a transferência de calor externa, permitindo a mesma resistência ao fluxo.
Distribuição uniforme de temperatura: Através da simulação de dinâmica do fluido computacional CFD, sabe -se que a distribuição de velocidade e temperatura ao redor do tubo plano elíptico é mais uniforme, o que é propício à transferência de calor total do tubo e pode efetivamente reduzir o superaquecimento local ou o subefolimento dos fenômenos no trocador de calor, a melhoria da estabilidade e a eficiência da transferência de calor.
2. Boas propriedades de mecânica de fluidos
Reduzir a resistência ao fluxo: Os tubos planos elípticos podem reduzir a resistência do lado do ar. Quando a direção do eixo longo do tubo elíptico é consistente com a direção do fluxo do fluido, o ponto de separação se move para trás em relação ao tubo circular, e a perda de fluxo causada pela rua Karman Vortex na zona de separação é bastante reduzida. Em um trocador de calor com o mesmo volume de ar e área de barlavento, o canal de fluxo líquido real do tubo plano elíptico tem uma velocidade de vento relativamente menor, o que pode efetivamente reduzir a turbulência no lado do sopro e reduzir ainda mais a resistência em barto.
Reduzindo o risco de vibração: Tomando o tubo plano elíptico torcido em espiral como exemplo, o líquido lateral da concha flui em uma forma para frente em espiral, evitando a queda de pressão causada pela direção em constante mudança do fluxo de fluido nos trocadores de calor tradicionais e reduzindo a vibração dos tubos de transferência de calor causados pela transferência de calor lateral.
3. Projeto estrutural e vantagens de utilização de espaço
Arranjo mais compacto: Os tubos planos elípticos podem ser organizados de forma mais compacta, permitindo a colocação de mais tubos de troca de calor no mesmo espaço, tornando a estrutura do trocador de calor mais compacta e aumentando a transferência de calor por unidade de volume, reduzindo efetivamente o volume geral e a pegada do trocador de calor. Em alguns locais limitados, como navios, plantas químicas em pequena escala, etc., ele tem grandes vantagens.
Estrutura de auto -apoio: Ao montar um tubo plano elíptico torcido em espiral em um trocador de calor, ele pode confiar no contato de ponto da linha espiral externa para auto -apoio, sem a necessidade de suportes adicionais de pacote de tubos, economizar materiais e custos e evitar zonas mortas de fluxo e problemas de escala causados por suportes.
4. Altos benefícios econômicos abrangentes
Reduzir os custos operacionais: O trocador de calor elíptico do tubo plano tem baixa resistência no lado do vento e, durante a operação, o consumo de energia de equipamentos de energia como os ventiladores é baixo, o que pode reduzir os custos operacionais a longo prazo. Ao mesmo tempo, sua maior eficiência de transferência de calor pode reduzir o consumo de energia necessário para atingir a mesma quantidade de transferência de calor.
Reduzir os custos de manutenção: Devido às características estruturais do tubo plano elíptico, não há zona morta no lado da concha e possui um bom desempenho anti -escala, que pode reduzir a frequência e o custo da limpeza e manutenção do trocador de calor. Além disso, possui alta resistência e o tubo de base não é facilmente congelado e rachado no inverno, com uma longa vida útil, o que também reduz o custo de substituição e manutenção do equipamento.
