Penukar panas tanpa ujung

Penukar panas tanpa ujung

Fin-and-Tube Heat Exchanger adalah penukar panas yang paling banyak digunakan di industri pendingin dan pendingin udara,dan tabung tembaga dan sirip aluminium adalah komponen utama penukar panas tabung siripUmumnya diyakini bahwa resistensi termal utama penukar panas tabung berdaun berada di sisi udara,jadi bagaimana untuk merancang sirip yang lebih efisien selalu menjadi prioritas utama dari penelitian penukar panas tabung siripIndustri telah mengembangkan permukaan diperkuat seperti lembaran bergelombang, jembatan, bukaan jendela, dan berbagai sirip dengan generator pusaran.

Memerlukan Kutipan? Kirim E-mail ke:commercial@bestfintube.com

Salah satu arah pengembangan pipa tembaga adalah untuk mengurangi diameter, dan pipa 5mm telah diterapkan.peran dominan sirip dalam transfer panas melemah, bahkan tanpa sirip, menghasilkan Micro Bare Tube Heat Exchanger, atau Finless Heat Exchanger.

Sebuah studi dari University of Maryland [1] menunjukkan bahwa ketika diameter tabung kurang dari 1 mm, penukar panas tanpa sirip dapat mencapai kompakitas yang sama dengan penukar panas yang halus,dan semakin kecil diameter tabung, celah menyusut dengan cepat. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1, absissa adalah diameter tabung,dan ordinat adalah area pertukaran panas per unit volume (biasanya digunakan untuk mengukur kompaksi penukar panas)Untuk diameter tabung konvensional, penukar panas dengan sirip lebih dari 20 kali lebih kompak daripada penukar panas tanpa sirip.penukar panas dengan sirip hanya sekitar dua kali lebih kompak dari penukar panas tanpa siripJika diameter tabung dikurangi lebih lanjut, kompaksi penukar panas tanpa sirip akan dekat dengan penukar panas bersayap.area pertukaran panas penukar panas tanpa sirip tidak jauh berbeda dari area pertukaran panas tipe sirip dalam volume yang sama, dan peran sirip sebagai "permukaan diperpanjang" tidak lagi ada.

Angka.1. Variasi kompaksi penukar panas dengan diameter pipa (Sumber: Ref. [1])

Gambar 2 menunjukkan perbandingan koefisien transfer panas dengan dan tanpa sirip, di mana absissa adalah biaya transfer panas - konsumsi daya yang tersebar di area pertukaran panas satuan.Hal ini dapat dilihat bahwa ada persimpangan antara dua kurvaDi sisi kanan persimpangan ini, koefisien transfer panas dari tipe tanpa sayap lebih tinggi daripada tipe bersayap ketika biaya transfer panas sama.

Gambar 2 Perbandingan koefisien transfer panas antara jenis ber sirip dan tanpa sirip (Sumber: Ref. [1])

Seperti yang bisa Anda bayangkan, keuntungan lain dari jenis penukar panas tabung mikrofluoresen ini adalah bahwa ia memiliki muatan pendingin yang jauh lebih rendah.Peneliti dari Universitas Zhejiang [2] menggunakan penukar panas tabung cahaya rendah yang sama untuk AC split rumah tangga R290., berhasil mengurangi muatan menjadi sekitar 250g, sehingga memenuhi standar Uni Eropa. penukar panas tabung mikrofluoresen yang mereka desain secara struktural mirip dengan penukar panas aliran paralel,Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3Tabung penukar panas adalah tabung baja tahan karat dengan diameter luar 0,58 mm. Produk sebenarnya ditunjukkan pada Gambar 4.

Angka.3Diagram skematik penukar panas tabung dengan cahaya rendah (sumber: Ref. [2])

Angka.4Kondensator (kiri) dan evaporator (kanan) menggunakan penukar panas tabung cahaya rendah (Sumber: Ref. [2])

Para peneliti di University of Maryland juga telah mengembangkan penukar panas tabung telanjang bercabang berdasarkan teori geometri fraktal [3], diagram skematik yang ditunjukkan pada Gambar 5.Hasil simulasi numerik menunjukkan bahwa ketika diameter luar pipa adalah 0.8mm, the air side heat transfer coefficient of the bifurcated light tube heat exchanger is 15% higher and the pressure drop is reduced by 4-12% compared with the straight tube microfluorescent tube heat exchangerMereka juga menggunakan pencetakan 3D untuk membuat objek fisik (lihat Gambar 6) untuk pengujian. Sayangnya, dilaporkan bahwa hanya penurunan tekanan sisi udara yang diuji karena kebocoran.

Angka.5Diagram skematik penukar panas tabung fluoresen bercabang (Sumber: Ref. [3])

Angka.6. Sampel pencetakan 3D penukar panas tabung fluoresen bercabang (Sumber: Ref. [3])

Perlu dicatat bahwa terlepas dari keuntungan yang disebutkan di atas, penukar panas tabung mikrofluoresen juga memiliki kelemahan yang jelas.(1) jumlah tabung dalam low-light tube heat exchanger sangat besar, dan ketika digunakan sebagai penguap, pendingin dua fase mudah didistribusikan tidak merata; (2) Bagaimana memproses tabung mikrofluoresen menggunakan metode tradisional; (3) Ketika panjang tabung panjang,cara memastikan bahwa tabung mikrofluoresen tidak membengkok dan cacatSecara umum, penukar panas tabung mikrofluoresen masih dalam tahap awal penelitian, dan keuntungan dan kerugian tergantung pada penemuan lebih lanjut dari praktisi.

Referensi

[1] Bacellar, D., V. Aute, Z. Huang dan R. Radermacher (2017)."Optimisasi desain dan validasi penukar panas berkinerja tinggi menggunakan optimasi yang dibantu pendekatan dan manufaktur aditif." Sains dan Teknologi untuk Lingkungan Bangunan 23 (((6): 896-911.

[2] Zhou, W. dan Z. Gan (2019). "A potential approach for reducing the R290 charge in air conditioners and heat pumps". International Journal of Refrigeration 101: 47-55.

[3] Huang, Z., J. Ling, Y. Hwang, V. Aute dan R. Radermacher (2017). "Desain dan studi parameter numerik dari penukar panas yang didinginkan udara yang kompak." Sains dan Teknologi untuk Lingkungan Bangunan 23(6): 970-982.