Ko'pgina ilovalarda oddiy bir martalik{0}}qarshi oqimli issiqlik almashtirgich etarli. Bir suyuqlik bir uchidan, ikkinchisi esa qarama-qarshi tomondan kiradi va ular bir-biridan bir marta o'tayotganda issiqlik almashadilar. Biroq, bu to'g'ridan-to'g'ri tartibga solish etarli bo'lmagan holatlar yuzaga keladi. Juda yaqin harorat yondashuvi talab qilinishi mumkin, bo'shliq cheklovlari qobiq uzunligini cheklashi mumkin yoki issiqlik uzatishni yaxshilash uchun tezlikni oshirish kerak. Bunday hollarda muhandislar ko'pincha ko'p-o'tish konfiguratsiyasiga murojaat qilishadi.
Ko'p o'tkazgichli issiqlik almashtirgichda bir yoki ikkala suyuqlik qurilma ichidagi yo'nalishni o'zgartirib, issiqlik uzatish yuzasi bo'ylab oldinga va orqaga oqadi. Ushbu yondashuv samarali oqim uzunligini oshiradi va ixcham maydonda termal ishlashni yaxshilashi mumkin. Shu bilan birga, u qo'shimcha murakkablikni, jumladan, bosimni pasaytirish jazolarini va haroratning yanada murakkab xatti-harakatlarini joriy qiladi.
Ko'p-o'tish tartibi qanday ishlaydi
Qobiq va trubka almashtirgichlarda ko'p o'tishli konfiguratsiyalar quvur to'plami yoki qobiq tomonini bo'linma plitalari yoki bo'ylama to'siqlar yordamida qismlarga bo'lish orqali yaratiladi.
Quvur tomonida umumiy tartib ikki-o'tish, to'rt-o'tish yoki undan ham balandroq bo'lishi mumkin. Kanal boshidagi o'tish bo'limi suyuqlikni bir guruh quvurlar orqali uzoq uchiga yo'naltiradi, u erda yo'nalishni o'zgartiradi va boshqa guruh orqali qaytib keladi. Yo'nalishdagi har bir o'zgarish qo'shimcha o'tishni tashkil qiladi. Quvurlar sonining ko'payishi ma'lum bir oqim tezligi uchun tezlikni oshiradi, chunki har bir o'tishda kamroq quvurlar mavjud. Yuqori tezlik odatda issiqlik uzatish koeffitsientini yaxshilaydi, lekin bosimning pasayishini ham oshiradi.
Qobiq tomonida uzunlamasına to'siqlar qobiqni bir nechta o'tishlarga bo'lishi mumkin. Qobiq{1}}yona suyuqligi almashtirgich uzunligi bo'ylab oqadi, yo'nalishini teskari tomonga o'zgartiradi va boshqa qismdan o'tadi. Birlashtirilgan qobiq va trubka o'tishlari endi toza qarshi oqim yoki parallel oqim bo'lmagan murakkab oqim tuzilmalarini yaratadi.
Amalda, ko'p{0}}o'tish moslamalari keng tarqalgan, chunki ular ma'lum bir qobiq uzunligiga ko'proq sirtni to'playdi va dizaynerlarga umumiy diametrni o'zgartirmasdan tezlikni sozlash imkonini beradi. Uchastka maydoni cheklangan o'rnatishlar uchun bu moslashuvchanlik qimmatlidir.
Termal savdo-Chegirmalar
Qo'shimcha o'tishlar samarali yo'l uzunligini oshirish va issiqlik uzatish koeffitsientlarini yaxshilash bilan birga, o'zaro almashishni ham joriy qiladi.
Birinchidan, bosimning pasayishi ortadi. Har bir o'tish ishqalanish qarshiligini va qaytish nuqtalarida qo'shimcha yo'qotishlarni qo'shadi. Nasosga bo'lgan talablar sezilarli darajada oshishi mumkin, ayniqsa quvur tomonida bir nechta burilishlar mavjud.
Ikkinchidan, oqim naqshlari qisman aralashadi. Ideal bir martalik qarshi oqim almashtirgichda harorat rejimini oldindan aytish mumkin va monotonik. Koʻp oʻtishli{3}}konfiguratsiyalarda oʻtish joylarida aralashish harorat taqsimotini oʻzgartiradi.
Uchinchidan, sof qarshi oqim yoki parallel oqim uchun olingan oddiy log o'rtacha harorat farqi (LMTD) formulasi endi to'g'ridan-to'g'ri qo'llanilmaydi. Buning o'rniga tuzatish omilini kiritish kerak.
LMTD tuzatish omili
Oqim tartibi haqiqiy qarshi oqimdan yoki parallel oqimdan chetga chiqsa, samarali haroratning harakatlantiruvchi kuchi ideal qarshi oqimga nisbatan kamayadi. Buni hisobga olish uchun LMTD odatda F deb belgilangan LMTD tuzatish koeffitsienti bilan ko'paytiriladi.
Tuzatilgan munosabatlar quyidagicha bo'ladi:
Q=U × A × LMTD × F
Tuzatish koeffitsienti qobiq va naycha o'tishlari soniga va oqimlar orasidagi harorat nisbatiga bog'liq. Haqiqiy qarshi oqim uchun F 1,0 ga teng. Ko'p-o'tish konfiguratsiyasi uchun F har doim 1,0 dan kichik.
Oqim aralash yoki murakkablashgan sari F kamayadi. Agar tuzatish koeffitsienti juda past-odatda 0,75 dan pastga tushsa, almashtirgich termal jihatdan samarasiz bo'lib qoladi va boshqa konfiguratsiya afzalroq bo'lishi mumkin.
Dizayn jarayonida ko'p-o'tish tartiblarining F qanday ta'sirini tushunish muhimdir. Tuzatilmagan LMTD asosida adekvat ko'rinadigan almashtirgich tuzatish omili qo'llanilganda kam ishlashi mumkin.
Haroratning kesishishi: nozik cheklov
Ko'p-o'tish tartiblari haroratli o'tish deb nomlanuvchi yana bir hodisani keltirib chiqaradi. Bu sovuq suyuqlikning chiqish harorati issiq suyuqlikning chiqish haroratidan oshib ketganda sodir bo'ladi.
Haqiqiy qarama-qarshi oqimda haroratning kesishishi termodinamik jihatdan mumkin, ya'ni sovuq chiqish issiq kirish haroratiga yaqinlashishi mumkin, ammo issiq chiqish har doim sovuq chiqishdan issiqroq bo'lib qoladi. Biroq, ba'zi ko'p{1}}o'tish konfiguratsiyalarida ichki aralashtirish va qisman parallel{2}}oqim hududlari sovuq chiqish harorati issiq chiqish haroratidan yuqori bo'ladigan vaziyatlarni yaratishi mumkin.
Bu termodinamik qonunlarni buzmaydi, lekin bu almashtirgichning issiqlik chegaralari yaqinida ishlayotganligini bildiradi. Jiddiy haroratning kesishishi LMTD tuzatish omilini sezilarli darajada kamaytiradi. Haroratning kesishishi ortishi bilan F keskin pasayishi mumkin, bu esa almashtirgichni kutilganidan kamroq samarali qiladi.
Umumiy dizayn qoidasi, agar iloji bo'lsa, ayniqsa, faqat bitta qobiqli almashtirgichlarda harorat o'zgarishiga yo'l qo'ymaslikdir. Agar haroratga juda yaqin yondashuv zarur bo'lsa, ketma-ket bir nechta qobiqlardan foydalanish ko'pincha bitta qobiq ichida haddan tashqari haroratni kesib o'tishdan ko'ra yaxshiroq ishlashni ta'minlaydi.
Haroratning kesishishi ham nazorat va muammolarni bartaraf etishni murakkablashtirishi mumkin. Oqim tezligidagi kichik o'zgarishlar, bu chegaraga yaqin ishlaganda, chiqish haroratida nomutanosib ravishda katta o'zgarishlarga olib kelishi mumkin.
Moslashuvchanlik va ishlashni muvozanatlash
Ko'p o'tishli issiqlik almashtirgichlar qimmatli moslashuvchanlikni ta'minlaydi. Ular yuqori tezlik, yaxshilangan issiqlik uzatish koeffitsientlari va cheklangan sxemalarda ixcham dizaynlarni yaratishga imkon beradi. Qobiq va quvur o'tishlarini sozlash termal va gidravlik ish faoliyatini optimallashtirishga imkon beradi.
Biroq, bu moslashuvchanlik bosimning oshishi, haroratning yanada murakkab rejimlari va LMTD tuzatish omili tufayli samarali harakatlantiruvchi kuchning pasayishi hisobiga keladi. Haroratning kesishishi potentsiali ishlashni bashorat qilishni yanada murakkablashtiradi.
Ehtiyotkorlik bilan termal tahlil, shu jumladan tuzatish omillarini to'g'ri baholash va haroratning o'zaro chegaralarini bilish spetsifikatsiya va baholashda muhim ahamiyatga ega.
Shuning uchun oqim tartibi geometrik tafsilotdan ko'proq narsadir. Bu harorat taqsimotini, bosimning pasayishini va samarali harakatlantiruvchi kuchni shakllantiradi. Issiqlik nuqtai nazaridan tashqari, bu tartiblar ifloslanish harakati va tozalanish omillari- kabi operatsion jihatlarga ham ta'sir qiladi.
