Εναλλάκτης θερμότητας Fins-Tube στον αεροσυμπιεστή ως aftercooler
Εναλλάκτης θερμότητας Fins-Tube στον αεροσυμπιεστή ως aftercooler
Ο εναλλάκτης θερμότητας πτερυγίου - σωλήνα που χρησιμοποιείται ως aftercooler σε έναν συμπιεστή αέρα χρησιμεύει για να δροσίσει τον ζεστό συμπιεσμένο αέρα που βγαίνει από τον συμπιεστή. Ο πεπιεσμένος αέρας θερμαίνεται λόγω της εργασίας που έγινε κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συμπίεσης. Για παράδειγμα, σε έναν παλινδρομικό συμπιεστή αέρα, η θερμοκρασία του αέρα μπορεί να αυξηθεί σημαντικά, μερικές φορές μέχρι 200 - 300 βαθμό ανάλογα με τον λόγο συμπίεσης. Το aftercooler μειώνει αυτή τη θερμοκρασία σε ένα πιο εύχρηστο επίπεδο, συνήθως κοντά σε θερμοκρασία περιβάλλοντος συν μερικούς βαθμούς (περίπου 40 - 50 βαθμό σε πολλές περιπτώσεις).
Με την ψύξη του συμπιεσμένου αέρα, βοηθά επίσης στην αφαίρεση της υγρασίας. Καθώς ο αέρας ψύχεται, ο υδρατμός στον αέρα συμπυκνώνεται σε υγρό νερό, το οποίο στη συνέχεια μπορεί να διαχωριστεί από το ρεύμα αέρα. Αυτό είναι ζωτικής σημασίας για πολλές εφαρμογές όπου απαιτείται ξηρό αέρα, όπως σε πνευματικά εργαλεία, διαδικασίες βιομηχανικής ξήρανσης και ορισμένες εργασίες παραγωγής.
Σχεδιασμός σωλήνων:
Οι σωλήνες είναι συνήθως κατασκευασμένοι από υλικά με καλή θερμική αγωγιμότητα όπως χαλκό ή κράματα νικελίου. Ο χαλκός έχει υψηλή θερμική αγωγιμότητα περίπου 385 - 401 w/(m · k), επιτρέποντας την αποτελεσματική μεταφορά θερμότητας από τον ζεστό συμπιεσμένο αέρα μέσα στους σωλήνες προς τα έξω. Η διάμετρος του σωλήνα μπορεί να ποικίλει ανάλογα με τον ρυθμό ροής του πεπιεσμένου αέρα, αλλά οι κοινές διαμέτρους κυμαίνονται από 10 - 20 mm.
Οι σωλήνες είναι συχνά διατεταγμένοι σε ένα κλιμακωτό ή σε - γραμμικό μοτίβο. Οι κλιμακωτές ρυθμίσεις παρέχουν μια πιο ταραχώδη ροή του μέσου ψύξης (συνήθως αέρα) γύρω από τους σωλήνες, γεγονός που ενισχύει τη μεταφορά θερμότητας. Ωστόσο, οδηγούν επίσης σε ελαφρώς υψηλότερη πτώση πίεσης σε σύγκριση με τις ρυθμίσεις γραμμής.
Σχεδιασμός πτερυγίων:
Τα πτερύγια συνδέονται με το εξωτερικό των σωλήνων για να αυξήσουν την επιφάνεια που είναι διαθέσιμη για μεταφορά θερμότητας. Τα πτερύγια αλουμινίου χρησιμοποιούνται συνήθως λόγω της ελαφριάς και καλής θερμικής αγωγιμότητας (περίπου 205 - 237 w/(m · k)). Η γεωμετρία πτερυγίων έχει σχεδιαστεί προσεκτικά για να βελτιστοποιήσει τη μεταφορά θερμότητας. Το ύψος του πτερυγίου μπορεί να κυμαίνεται από μερικά χιλιοστά έως αρκετά εκατοστά και το πτερύγιο (απόσταση μεταξύ γειτονικών πτερυγίων) είναι συνήθως μεταξύ 2 - 5 mm. Ένα σωστό βήμα πτερυγίου βοηθά να επιτρέπεται επαρκής αέρα να ρέει μέσα από τα πτερύγια, μεγιστοποιώντας την περιοχή επαφής με τον αέρα για μεταφορά θερμότητας.
Τα πτερύγια βρίσκονται συνήθως σε μια πλάκα - πτερύγιο ή κυκλική διαμόρφωση πτερυγίων. Πλάκα - Οι εναλλάκτες θερμότητας πτερυγίων διαθέτουν επίπεδη πτερύγια που είναι πιο κατάλληλα για εφαρμογές όπου ο χώρος είναι μια ανησυχία και απαιτείται πιο συμπαγής σχεδιασμός. Οι εναλλάκτες θερμότητας κυκλικού πτερυγίου έχουν πτερύγια που τυλίγονται γύρω από τους σωλήνες και μπορούν να παρέχουν πιο ομοιόμορφη μεταφορά θερμότητας γύρω από την περιφέρεια του σωλήνα.
