Ο εναλλάκτης θερμότητας με πτερύγιο σωλήνα είναι ένας πολύ καλός εξοπλισμός τεχνολογίας εξοικονόμησης ενέργειας, ο οποίος μπορεί να επαναχρησιμοποιήσει την ενέργεια που θα είχε χαθεί. Ο εναλλάκτης θερμότητας με πτερύγιο σωλήνα είναι μέλος της οικογένειας των εναλλάκτη θερμότητας. Σήμερα, θα εισαγάγουμε και θα αναλύσουμε μερικές από τις βασικές αρχές λειτουργίας και τα σημαντικά χαρακτηριστικά των εναλλακτών θερμότητας με πτερύγια σωλήνων, έτσι ώστε όλοι να κατανοήσουν καλύτερα τους εναλλάκτες θερμότητας με πτερύγιο σωλήνα.
Ο εναλλάκτης θερμότητας με πτερύγια σωλήνων αποτελείται συνήθως από διαφράγματα, πτερύγια, σφραγίδες και πλάκες οδήγησης. Πτερύγια, οδηγοί και σφραγίδες τοποθετούνται ανάμεσα σε δύο παρακείμενα χωρίσματα για να σχηματίσουν ένα σάντουιτς, που ονομάζεται κανάλι. Το σάντουιτς στοιβάζεται σύμφωνα με διαφορετικούς τρόπους υγρού και συγκολλάται σε μια πλήρη δέσμη πλάκας. Η δέσμη πλάκας είναι ο πυρήνας του εναλλάκτη θερμότητας σωλήνα με πτερύγια, με τις απαραίτητες κεφαλές, ακροφύσια, στηρίγματα κ.λπ., για να σχηματιστεί ένας εναλλάκτης θερμότητας με πτερύγιο σωλήνα.
Όσον αφορά τον μηχανισμό μεταφοράς θερμότητας, ο εναλλάκτης θερμότητας με πτερύγιο σωλήνα εξακολουθεί να ανήκει στον εναλλάκτη θερμότητας ώμου-βραχίονα. Το κύριο χαρακτηριστικό του είναι ότι έχει μια εκτεταμένη επιφάνεια δευτερεύουσας ανταλλαγής θερμότητας (πτερύγιο), επομένως η διαδικασία μεταφοράς θερμότητας δεν πραγματοποιείται μόνο στην κύρια επιφάνεια ανταλλαγής θερμότητας (διάφραγμα), αλλά και στη δευτερεύουσα επιφάνεια ανταλλαγής θερμότητας. Εκτός από τη μετατροπή μιας επιφάνειας σε πλευρικό μέσο χαμηλής θερμοκρασίας, η θερμότητα του πλευρικού μέσου υψηλής θερμοκρασίας μπορεί επίσης να μεταφερθεί κατά μήκος ενός μέρους της κατεύθυνσης ύψους της επιφάνειας του πτερυγίου, δηλαδή κατά μήκος της κατεύθυνσης ύψους του πτερυγίου, υπάρχει ένα διάφραγμα που μετατρέπει τη θερμότητα και στη συνέχεια η θερμότητα μεταφέρεται στο πλευρικό μέσο χαμηλής θερμοκρασίας.
Δεδομένου ότι η ανάπτυξη ύψους πτερυγίου αυξάνεται πολύ πέρα από το πάχος του πτερυγίου, η διαδικασία ανάλυσης αγωγιμότητας θερμότητας κατά μήκος του ύψους του πτερυγίου είναι παρόμοια με μια ομοιόμορφη λεπτή ράβδο οδήγησης. Αυτή τη στιγμή, η θερμική αντίσταση του πτερυγίου δεν μπορεί να αγνοηθεί. Η θερμοκρασία και στα δύο άκρα του πτερυγίου είναι μεγαλύτερη ή ίση με τη θερμοκρασία του διαφράγματος. Καθώς το πτερύγιο και το μέσο διαχέουν τη θερμότητα μέσω μεταφοράς, η θερμοκρασία μπορεί να συνεχίσει να αναπτύσσεται και να μειώνεται έως ότου η μέση θερμοκρασία είναι στη μέση του πτερυγίου.
Ο εναλλάκτης θερμότητας με σωλήνα πτερυγίου έχει υψηλή απόδοση μεταφοράς θερμότητας επειδή η διαταραχή του πτερυγίου στο ρευστό προκαλεί συνεχή θραύση του οριακού στρώματος και ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας είναι μεγάλος. Λόγω της δευτερεύουσας διαστολής επιφάνειας, η ειδική επιφάνεια του εναλλάκτη θερμότητας σωλήνα πτερυγίου μπορεί να φτάσει τα 1000㎡/m3. Λόγω της συμπαγούς δομής, κατασκευάζεται ως επί το πλείστον από κράμα αλουμινίου και τώρα έχει επίσης παραχθεί μαζικά χάλυβας, χαλκός και σύνθετα υλικά. Οι προσαρμοστικοί εναλλάκτες θερμότητας με πτερύγιο μπορούν να χρησιμοποιηθούν για ανταλλαγή θερμότητας και αλλαγή φάσης μεταξύ αερίου-αερίου, αερίου-υγρού, υγρού-υγρού και διαφόρων ρευστών. Μέσω της διάταξης και του συνδυασμού των καναλιών ροής, μπορεί να προσαρμοστεί σε διαφορετικές συνθήκες ανταλλαγής θερμότητας όπως αντίθετη ροή, εγκάρσια ροή, πολλαπλή ροή και πολλαπλή ροή. Με τη βελτίωση του συνδυασμού της σύνδεσης σε σειρά, παράλληλης και σειριακής-παράλληλης σύνδεσης μονάδων, μπορούν να καλυφθούν οι ανάγκες ανταλλαγής θερμότητας του εξοπλισμού μεγάλης κλίμακας επιχειρήσεων στη χώρα μου. Η βιομηχανική χύτευση και η παραγωγή παρτίδων μπορούν να πραγματοποιηθούν για τη μείωση του κόστους και η εναλλαξιμότητα μπορεί να επεκταθεί μέσω συνδυασμού μπλοκ.
Η διαδικασία της τεχνολογίας κατασκευής είναι αυστηρή και πολύπλοκη. Είναι εύκολο να φράξει, να είναι ανθεκτικό στη διάβρωση και πολύ δύσκολο να καθαριστεί και να συντηρηθεί. Επομένως, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο σε περιπτώσεις όπου το μέσο ανταλλαγής θερμότητας είναι καθαρό, μη διαβρωτικό, δεν σχηματίζει λέπια και δεν φράσσεται εύκολα.
