إن نقل الحرارة من السائل الساخن إلى السائل البارد عبر جدار الأنبوب هو السبب وراء استخدام الكثير منا للأنابيب ذات الزعانف.ولكن قد تتساءل، ما هي الميزة الرئيسية لاستخدام الأنبوب ذي الزعانف؟لماذا لا يمكنك فقط استخدام أنبوب عادي لإجراء هذا النقل؟حسنًا، يمكنك ذلك ولكن المعدل سيكون أبطأ بكثير.
من خلال عدم استخدام الأنبوب ذي الزعانف، لا تكون مساحة السطح الخارجي أكبر بكثير من مساحة السطح الداخلي.وبسبب ذلك، فإن السائل ذو معامل نقل الحرارة الأقل سوف يحدد معدل نقل الحرارة الإجمالي.عندما يكون معامل نقل الحرارة للسائل داخل الأنبوب أكبر بعدة مرات من معامل نقل الحرارة للسائل خارج الأنبوب، يمكن تحسين معدل نقل الحرارة الإجمالي بشكل كبير عن طريق زيادة مساحة السطح الخارجي للأنبوب.
تتزايد الأنابيب ذات الزعانف خارج مساحة السطح.من خلال وجود أنبوب بزعانف في مكانه، فإنه يزيد من معدل نقل الحرارة الإجمالي.يؤدي هذا بعد ذلك إلى تقليل العدد الإجمالي للأنابيب المطلوبة لتطبيق معين، مما يؤدي أيضًا إلى تقليل الحجم الإجمالي للمعدات ويمكن أن يؤدي على المدى الطويل إلى تقليل تكلفة المشروع.في العديد من حالات التطبيق، يحل أنبوب واحد بزعانف محل ستة أنابيب عارية أو أكثر بأقل من ثلث التكلفة وربع الحجم.
بالنسبة للتطبيقات التي تنطوي على نقل الحرارة من السائل الساخن إلى السائل البارد من خلال جدار الأنبوب، يتم استخدام أنابيب الزعانف.عادةً، بالنسبة لمبادل حرارة الهواء، حيث يكون أحد السوائل هو الهواء أو بعض الغازات الأخرى، سيكون معامل نقل الحرارة من جانب الهواء أقل بكثير، لذا فإن مساحة سطح نقل الحرارة الإضافية أو مبادل الأنبوب الزعنفي مفيد جدًا.غالبًا ما يكون التدفق العام للنمط لمبادل الأنبوب ذي الزعانف عبارة عن تدفق متقاطع، ومع ذلك، يمكن أيضًا أن يكون تدفقًا متوازيًا أو تدفقًا معاكسًا.
تُستخدم الزعانف لزيادة المساحة السطحية الفعالة لأنابيب المبادل الحراري.علاوة على ذلك، يتم استخدام الأنابيب ذات الزعانف عندما يكون معامل نقل الحرارة على السطح الخارجي للأنابيب أقل بشكل ملحوظ من معامل نقل الحرارة في الداخل.بمعنى آخر، الحرارة التي تنتقل من السائل إلى الغاز، ومن البخار إلى غاز، مثل البخار إلى مبادل حراري للهواء، ومن السائل الحراري إلى مبادل حراري للهواء.
يعتمد المعدل الذي يمكن أن يحدث به انتقال الحرارة على ثلاثة عوامل - [1] فرق درجة الحرارة بين السائلين؛[2] معامل انتقال الحرارة بين كل من السوائل وجدار الأنبوب؛و[3] مساحة السطح التي يتعرض لها كل سائل.
وقت النشر: 18 نوفمبر 2022