مقدمه‌ای بر لوله شیاردار

 

لوله شیاردار نوعی لوله است که پس از نورد شدن، شیار دارد. رایج‌ترین آنها: لوله شیاردار دایره‌ای، لوله شیاردار بیضی و غیره است. به این دلیل لوله شیاردار نامیده می‌شود که شیار واضحی در مقطع لوله دیده می‌شود. این نوع لوله می‌تواند باعث شود سیال از دیواره این ساختارهای آشفتگی عبور کند، نواحی جداسازی جریان ایجاد کند و گردابه‌هایی با شدت و اندازه‌های مختلف تشکیل دهد. این گردابه‌ها هستند که ساختار جریان سیال را تغییر داده و آشفتگی را در نزدیکی دیواره افزایش می‌دهند، به طوری که ضریب فیلم انتقال حرارت همرفتی سیال و دیواره را بهبود می‌بخشند.

الف) لوله شیاردار غلتشی لوله شیاردار غلتشی به این صورت است که یک شیار افقی یا شیار مارپیچی با گام و عمق مشخص از بیرون لوله دایره‌ای مطابق با الزامات طراحی غلتانده می‌شود و یک دنده افقی یا دنده مارپیچی بیرون‌زده روی دیواره داخلی لوله تشکیل می‌شود، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است. شیار روی دیواره بیرونی و برآمدگی روی دیواره داخلی لوله می‌تواند انتقال حرارت سیال را در هر دو طرف لوله به طور همزمان افزایش دهد. این امر به ویژه برای تقویت انتقال حرارت سیال تک فاز در لوله و افزایش چگالش بخار و انتقال حرارت جوشش فیلم مایع سیال خارج از لوله در مبدل حرارتی مناسب است.

ب. لوله شیاردار مارپیچی دارای مارپیچ تک‌گذر و چندگذر و انواع دیگر است. پس از تشکیل، شیاری با زاویه مارپیچی مشخص در خارج از لوله شیاردار مارپیچی وجود دارد و دنده‌های محدب مربوطه در لوله وجود دارد. شیار مارپیچی نباید خیلی عمیق باشد. هرچه شیار عمیق‌تر باشد، مقاومت جریان بیشتر، زاویه مارپیچ بیشتر و ضریب انتقال حرارت فیلم لوله شیاردار بیشتر است. اگر سیال بتواند در امتداد شیار بچرخد، تعداد رزوه‌ها تأثیر کمی بر انتقال حرارت دارد.

ج. لوله شیاردار متقاطع با نورد پیوسته با مقطع متغیر تشکیل می‌شود. قسمت بیرونی لوله یک شیار عرضی است که محور لوله را با زاویه ۹۰ درجه قطع می‌کند و قسمت داخلی لوله یک دنده محدب عرضی است. پس از عبور جریان سیال از دنده محدب در لوله، جریان مارپیچی ایجاد نمی‌شود، بلکه گروه‌های گردابی محوری در امتداد کل مقطع ایجاد می‌شود تا انتقال حرارت تقویت شود. لوله شیاردار متقاطع همچنین تأثیر تقویتی زیادی بر انتقال حرارت جوشش لایه‌ای سیال در لوله دارد که می‌تواند ضریب انتقال حرارت جوشش را ۳ تا ۸ برابر افزایش دهد.


زمان ارسال: آوریل-11-2022