مقدمة عن الأنابيب المحززة

 

الأنبوب المُخَدَّد هو نوع من الأنابيب ذات الأخدود بعد عملية الدرفلة. من أنواعه الشائعة: الأنبوب المُخَدَّد الدائري، الأنبوب المُخَدَّد البيضاوي، إلخ. يُسمى الأنبوب المُخَدَّد لأن الأخدود واضح في مقطعه. يسمح هذا النوع من الأنابيب بتدفق السائل عبر جدار هياكل الاضطراب، مما يُنتج مناطق فصل تدفق، ويُشكِّل دوامات ذات شدات وأحجام مختلفة. تُغيِّر هذه الدوامات بنية تدفق السائل وتزيد من الاضطراب بالقرب من الجدار، مما يُحسِّن معامل انتقال الحرارة بالحمل الحراري بين السائل والجدار.

أ. أنبوب الأخدود المتدحرج: يُصنع أنبوب الأخدود المتدحرج من خارج الأنبوب الدائري، وفقًا لمتطلبات التصميم، أخدود أفقي أو أخدود حلزوني بزاوية وعمق معينين، ويُشكل ضلعًا أفقيًا بارزًا أو ضلعًا حلزونيًا على الجدار الداخلي للأنبوب، كما هو موضح في الشكل 1. يُعزز الأخدود على الجدار الخارجي والنتوء على الجدار الداخلي للأنبوب نقل الحرارة للسائل على جانبي الأنبوب في آنٍ واحد. وهو مناسب بشكل خاص لتعزيز نقل الحرارة للسائل أحادي الطور في الأنبوب، وتعزيز نقل حرارة تكثيف البخار وغليان السائل خارج الأنبوب في المبادل الحراري.

ب. الأنبوب ذو الأخدود الحلزوني له أنواع مختلفة: أحادي ومتعدد التمريرات، وأنواع أخرى. بعد التشكيل، يُصنع أخدود بزاوية حلزونية محددة خارج الأنبوب، وتوجد أضلاع محدبة مقابلة في الأنبوب. يجب ألا يكون الأخدود الحلزوني عميقًا جدًا. كلما كان الأخدود أعمق، زادت مقاومة التدفق، وزادت زاوية الحلزون، وزاد معامل غشاء نقل الحرارة للأنبوب ذو الأخدود. إذا كان السائل يدور على طول الأخدود، فإن عدد الخيوط لا يؤثر على نقل الحرارة.

ج. يُصنع الأنبوب ذو الأخاديد المتقاطعة من خلال دحرجة مستمرة ذات مقطع عرضي متغير. يتكون الجزء الخارجي من الأنبوب من أخدود عرضي يتقاطع مع محور الأنبوب بزاوية 90 درجة، بينما يتكون الجزء الداخلي من الأنبوب من ضلع محدب عرضي. بعد مرور تدفق السائل عبر الضلع المحدب في الأنبوب، لا ينتج تدفقًا حلزونيًا، بل مجموعات دوامية محورية على طول المقطع، مما يعزز انتقال الحرارة. كما أن للأنبوب ذي الخيوط المتقاطعة تأثيرًا قويًا في تعزيز انتقال حرارة غليان السائل داخل الأنبوب، مما يزيد من معامل انتقال حرارة الغليان بمقدار 3-8 مرات.


وقت النشر: ١١ أبريل ٢٠٢٢