Comment l'état d'écoulement du réfrigérant dans une coquille et un condenseur refroidi par l'eau affecte-t-il l'effet de condensation?
Classification de base de l'état de débit de réfrigérant
Dans un condenseur de refroidissement par eau de coque et de tube , L'état d'écoulement du réfrigérant peut être à peu près divisé en trois types: débit laminaire, écoulement de transition et flux turbulent. À l'état laminaire, les molécules de réfrigérant s'écoulent de manière ordonnée le long de la paroi du tube, et il n'y a pas de mélange évident entre les couches; L'écoulement de transition est un état de transition entre l'écoulement laminaire et l'écoulement turbulent, et les caractéristiques d'écoulement sont complexes et modifiables; Alors que dans l'état turbulent, les molécules de réfrigérant s'écoulent d'une manière désordonnée et chaotique entre les tubes, accompagnée d'un vortex fort et de phénomènes de mélange.
Effet de l'état d'écoulement sur l'effet de condensation
État laminaire
Lorsque le réfrigérant circule entre les tubes à l'état laminaire, son efficacité d'échange de chaleur est relativement faible. En effet, à l'état laminaire, la conduction thermique entre les molécules de réfrigérant dépend principalement du mouvement thermique entre les molécules, et il y a moins de phénomènes de mélange et de vortex entre les molécules, résultant en un taux de transfert de chaleur plus lent. De plus, la zone de contact entre le réfrigérant et la paroi du tube à l'état laminaire est limitée, ce qui limite également l'efficacité de l'échange de chaleur. Par conséquent, à l'état laminaire, l'effet de condensation du condenseur de refroidissement par eau de la coquille et du tube sera soumis à certaines restrictions.
État turbulent
En revanche, l'état turbulent peut améliorer considérablement l'effet de condensation du condenseur de refroidissement par eau de la coque et du tube. Dans l'état turbulent, les molécules de réfrigérant s'écoulent dans le trouble et le chaos entre les tubes, formant un grand nombre de tourbillons et des phénomènes de mélange. Ces tourbillons et les phénomènes de mélange augmentent non seulement la zone de contact entre le réfrigérant et la paroi du tube, mais favorisent également la conduction thermique et le mélange entre les molécules de réfrigérant, améliorant ainsi l'efficacité d'échange de chaleur. De plus, l'état turbulent aide également à éliminer rapidement la chaleur sur la paroi du tube, à empêcher la surchauffe locale et à améliorer encore l'effet de condensation.
État de flux de transition
L'état d'écoulement de transition se situe entre l'écoulement laminaire et l'écoulement turbulent, et son efficacité d'échange de chaleur change également avec le changement de caractéristiques d'écoulement. Dans l'état d'écoulement de transition, les caractéristiques d'écoulement du réfrigérant sont complexes et modifiables, à la fois avec les caractéristiques d'écoulement ordonnées de l'écoulement laminaire et les phénomènes de mélange et de vortex de l'écoulement turbulent. Par conséquent, l'effet de condensation dans l'état d'écoulement de transition sera également affecté par de nombreux facteurs, tels que le diamètre du tube, le débit, le type de réfrigérant, etc.
Optimiser l'état d'écoulement du réfrigérant pour améliorer l'effet de condensation
Afin d'améliorer l'effet de condensation du condenseur de refroidissement par eau de la coquille et du tube, une variété de mesures peuvent être prises pour optimiser l'état d'écoulement du réfrigérant. Par exemple, en augmentant le diamètre du tube, en augmentant le débit ou en modifiant le type de réfrigérant, le réfrigérant peut être encouragé à former un état turbulent plus fort entre les tubes, améliorant ainsi l'efficacité d'échange de chaleur. De plus, des conceptions de tubes spéciaux (telles que des tubes en spirale, des tubes ondulés, etc.) peuvent être utilisés pour augmenter la zone de contact et le degré de mélange entre le réfrigérant et la paroi du tube, améliorant davantage l'effet de condensation.