フィン付き熱交換器におけるねじ付き銅管の伝熱性能

伝熱性能はねじ付きインナーチューブの重要な性能指標の 1 つであり、ねじ付きインナーチューブの歯の形状は伝熱性能に大きな影響を与えます。一般に、ねじ付き内管の歯形が大きいほど、伝熱性能が向上します。これは、ねじ付き内管の歯の形状によりパイプライン内の乱流が増加し、流体とパイプライン内壁の間の熱伝達が促進され、熱伝達効率が向上するためです。

また、歯の​​形状や大きさも伝熱性能に影響します。例えば、三角形の歯形状は長方形の歯形状に比べて熱伝達性能に優れており、歯形状の深さや幅も熱伝達性能に影響します。一般に歯の形状が深く、幅が広いほど伝熱性能が高くなります。したがって、ねじ付きインナーチューブを設計する際には、より優れた熱伝達性能を実現するために、歯の形状やサイズなどの要素を考慮する必要があります。

ねじ付きインナーチューブは一般に強化された熱伝達要素として使用され、主に次の側面を通じて熱伝達を強化します。

1. 伝熱面積の増加:

ねじ付きインナーチューブの歯の形状により、パイプライン内の表面積が増加し、それにより伝熱面積が増加し、伝熱効率が向上します。一般に、ねじ付きインナーチューブは、同じ直径の滑らかなチューブと比較して、表面積を 20% ～ 25% 増加させることができます。

2. 乱気流の増大:

ねじ付きインナーチューブの歯の形状により、パイプライン内の乱流が増加し、パイプの内壁にらせん状の流れが発生する可能性があります。らせん状の流れは流体とパイプ壁の間の相対速度を増加させ、より活発な流体の動きを促進し、層状副層の厚さを薄くすることができます。らせん状の流れによって発生する遠心力は、蒸気に含まれる液滴を壁に投げ返し、壁のドライアウトの開始を遅らせ、流体とパイプラインの内壁の間の熱伝達を促進します。

3. 熱境界層の破壊:

ねじ付きインナーチューブの歯の形状は熱境界層を破壊する可能性があり、境界層分離の主な機能は境界層を撹拌し、その位置での流体のより均一な混合を促進し、流体が内壁に接触しやすくすることです。パイプラインの熱伝達効率が向上します。

4. 流体の混合を増やす:

ねじ付きインナーチューブの歯の形状により流体の混合が促進され、パイプライン内で流体がより均一に分配され、それによって熱伝達効率が向上します。

結論として、ねじ付き内管構造を使用すると、回転時に流体が撹拌され、最初のタイプの伝熱劣化の発生が遅れ、膜沸騰を防ぐことができます。2 番目のタイプの熱伝達の低下が起こりそうになると、蒸気に含まれる水滴が壁に戻り、ドライアウトの開始が遅れる可能性があります。ねじ付きインナーチューブは、チューブ内の流動熱伝達係数を高め、臨界熱流束密度を高め、熱伝達劣化の発生を遅らせることができます。熱伝達の低下が発生した場合でも、熱伝達特性を改善し、壁温度を効果的に下げることができます。