Issiqlik almashtirgichning ishlashida barqaror oqim tezligi norma hisoblanadi, biroq tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, pulsatsiya{0}}ritmik tezlik va oqimning sekinlashuvi-ni bir-biriga qo'shish, aniq o'tkazuvchanlikni oshirmasdan issiqlik o'tkazuvchanligini oshirishi mumkin. Ushbu qarama-qarshi usul, ayniqsa, past issiqlik o'tkazuvchanligi bilan mashhur bo'lgan PTFE almashtirgichlar uchun qiziqarli. Pulsatsiyalanuvchi oqim ushbu tizimlarda issiqlik o'tkazuvchanligini oshirishning istiqbolli usuli sifatida paydo bo'ldi, bu PTFE issiqlik almashinuvchilarida issiqlik ko'rsatkichlarini yaxshilash uchun potentsial yechim taklif qiladi.
PTFE issiqlik almashinuvchilarida pulsatsiyalanuvchi oqim mexanizmi
Pulsatsiyalanuvchi oqim quvur ichidagi barqaror termal chegara qatlamining shakllanishini buzadi, bu an'anaviy barqaror oqim tizimlarida issiqlik uzatishni cheklovchi asosiy omillardan biridir. Vaqti-vaqti bilan oqimni tezlashtirish va sekinlashtirish orqali pulsatsiyalar suyuqlik ichida qo'shimcha aralashmani hosil qiladi. Chegara qatlamining bu buzilishi suyuqlik va PTFE trubkasi devorlari o'rtasida yanada samarali issiqlik almashinuvini ta'minlaydi.
Laboratoriya tadqiqotlarida pulsatsiyalanuvchi oqim o'rtacha oqim tezligini sezilarli darajada oshirmasdan issiqlik uzatish koeffitsientini oshirishi kuzatilgan. Davriy tebranish odatda izolyatsion to'siq vazifasini bajaradigan quvur devori yaqinidagi turg'un suyuqlikni bezovta qilib, suyuqlikning issiqlikni uzatish qobiliyatini oshirishga yordam beradi. Bu buzilish suyuqlik va devor o'rtasidagi o'zaro ta'sirni oshiradi, yuqori oqim tezligiga ehtiyoj sezmasdan issiqlik uzatishni yaxshilaydi.
Pulsatsiyalanuvchi oqim mexanizmlari
Pulsatsiyalanuvchi oqimning sekinlashuv bosqichida oqimga vortekslar to'kilib, trubaning devorini "yog'laydigan" turbulentlik hosil qiladi. Bu girdoblar termal chegara qatlamini parchalashga yordam beradi, suyuqlikning quvur yuzasi bilan yaxshiroq aloqa qilishiga imkon beradi, issiqlik uzatishni kuchaytiradi.
Tezlashtirish bosqichida suyuqlikning yadrosi-odatda yuqori haroratda-trubka ichiga uzoqroq kirib boradi. Bu yangi, iliqroq suyuqlik trubaning sovuqroq joylari bilan o'zaro ta'sir qiladi va issiqlik almashinuvini oshiradi. Ushbu tebranish harakati aralashtirishning yaxshilanishiga olib keladi va PTFE trubkasi yuzasi bo'ylab issiqlik uzatishni yanada kuchaytiradi.
Pulsatsiyalanuvchi oqimni amaliy amalga oshirish
Oqimdagi pulsatsiyalar turli usullar yordamida hosil bo'lishi mumkin, masalan, pistonli nasos, tez ishlaydigan valf- yoki suyuqlik osilatori. Ushbu usullarning har biri oqimga davriy tebranishlarni kiritadi, bu esa kerakli aralashtirishni keltirib chiqarishga va issiqlik uzatishni kuchaytirishga yordam beradi.
Biroq, amaliy qiyinchilik - bu pulsatsiyalanuvchi oqim tizimlaridan kelib chiqadigan qo'shimcha murakkablik va tebranish potentsiali. Issiqlik uzatishning afzalliklari aniq bo'lsa-da, pulsatsiyalanuvchi tizimning dizayni tizimga kiritilishi mumkin bo'lgan potentsial mexanik kuchlanish va tebranishlarni hisobga olishi kerak, ayniqsa yuqori chastotalarda yoki sezgir komponentlarga ega tizimlarda ishlaganda.
Pulsatsiyalanuvchi oqimning oqim rejimlariga ta'siri
Pulsatsiyalanuvchi oqimning ta'siri laminar va o'tish oqimi rejimlarida eng aniq namoyon bo'ladi, bu erda uning aralashtirishga nisbatan ta'siri eng katta. Bu oqim rejimlarida oqim to'liq rivojlangan turbulent oqimdagi kabi turbulent emas, shuning uchun chegara qatlamini buzishda pulsatsiyalarning foydasi ko'proq seziladi. Turbulentlik allaqachon sezilarli darajada aralashtirishni ta'minlaydigan yuqori Reynolds raqamlarida pulsatsiyalanuvchi oqimning issiqlik uzatishga ta'siri kamayadi.
Pulsatsiyalanuvchi oqim pastroq Reynolds raqamlarida issiqlik uzatishni kuchaytirishda samarali bo'lsa-da, aniq energiya tejashni diqqat bilan baholash kerak. Pulsatsiyalarni hosil qilish uchun zarur bo'lgan energiya, ayniqsa pistonli nasoslar yoki tez ishlaydigan valflar kabi faol usullardan-foydalansa, issiqlik uzatish yaxshilanishlarining bir qismini qoplashi mumkin. Pulsatsiyalanuvchi oqim ma'lum bir dastur uchun mos yaxshilash usuli ekanligini hal qilishda ushbu savdo-ko'rib chiqilishi kerak.
Xulosa
Pulsatsiyalanuvchi oqim PTFE issiqlik almashinuvchilarida issiqlik uzatishni yaxshilashning yangi va qulay usuli bo'lib, ayniqsa Reynoldsning past raqamlarida ishlaydigan tizimlarda samarali. Termal chegara qatlamini buzish va suyuqlik aralashuvini kuchaytirish orqali pulsatsiyalar yuqori o'rtacha tezliklarga ehtiyoj sezmasdan issiqlik uzatish koeffitsientini sezilarli darajada oshirishi mumkin. Biroq, ushbu texnikani amalga oshirishda amaliy fikrlar, shu jumladan tebranish potentsiali va pulsatsiyalarni yaratish uchun zarur bo'lgan energiya hisobga olinishi kerak. Pulsatsiyalanuvchi oqim, boshqa faol va passiv yaxshilash usullari bilan bir qatorda, PTFE issiqlik almashinuvchisi ishlashini optimallashtirishga intilayotgan issiqlik muhandislari uchun ko'p qirrali asboblar qutisini taqdim etadi.
