تحسين نقل الحرارة وانخفاض الضغط في نظام مكثف القنوات المصغرة من الألومنيوم

Microchannel Contenser هو جهاز تبادل حراري يستخدم على نطاق واسع في أنظمة التبريد وتكييف الهواء. يمنحها بنيةها المدمجة وقدرة التبادل الحراري الفعال مزايا كبيرة في تحسين كفاءة النظام. ومع ذلك ، فإن تعقيد هياكل القنوات الدقيقة يتطلب تحقيق التوازن بين معلمات متعددة أثناء عملية تصميم التحسين ، وخاصة العلاقة بين نقل الحرارة وانخفاض الضغط.

مبدأ العمل وخصائص نقل الحرارة من مكثف microchannel
يعتمد مبدأ العمل الأساسي لمكثف Microchannel على آلية تبادل الحرارة الفعالة للسوائل التي تمر عبر قنوات صغيرة متعددة. تساعد مساحة الجدار الداخلية العالية وهيكل التدفق الدقيق للقناة الدقيقة على زيادة مساحة التبادل الحراري ، وبالتالي تحسين الكفاءة الحرارية. تحلل هذه الورقة عملية نقل الحرارة لمكثف القنوات المصغرة من الألومنيوم وتناقش آثار شكل الزعنفة والتباعد وهيكل الأنبوب على معامل نقل الحرارة.

مشكلة انخفاض الضغط والعوامل المؤثرة
انخفاض الضغط يمثل تحديًا رئيسيًا في تصميم مكثف microchannel. انخفاضات الضغط العالية تؤدي إلى زيادة استهلاك الطاقة وتؤثر على الأداء الكلي للنظام. من خلال التحليل النظري والمحاكاة العددية ، تدرس هذه الورقة تأثير معلمات التصميم المختلفة (مثل قطر الأنابيب ، وارتفاع الزعنفة والتباعد ، وما إلى ذلك) على انخفاض الضغط ، وتقترح مخطط التحسين لتقليل انخفاض الضغط.

طريقة تصميم التحسين
من أجل تحقيق التوازن بين كفاءة نقل الحرارة وانخفاض الضغط ، تقترح هذه الورقة طريقة تصميم التحسين تعتمد على ميكانيكا السوائل والنماذج الديناميكية الحرارية. تقوم هذه الطريقة بضبط المعلمات الرئيسية لمكثف القنوات الدقيقة من خلال خوارزمية تحسين متعددة الأهداف ، تهدف إلى تحسين كفاءة نقل الحرارة وأداء انخفاض الضغط. توضح النتائج التجريبية أن تصميم بنية الأنبوب المناسبة وتكوين الزعنفة يمكن أن يحسن بشكل كبير من الكفاءة الحرارية للمكثف مع تقليل انخفاض الضغط بشكل فعال.

تحليل التجربة والنتائج
تجمع هذه الورقة بين المحاكاة العددية والبيانات التجريبية للتحقق من التصميم الأمثل لمكثف قناة الزعنفة الأنبوبية للألومنيوم. تظهر النتائج التجريبية أن التصميم الأمثل يحسن الكفاءة الحرارية بنحو 15 ٪ ويقلل من انخفاض الضغط بنسبة 20 ٪ مقارنة مع المكثفات التقليدية. تشير هذه النتائج إلى أن طريقة التحسين المقترحة في هذه الورقة لها إمكانات كبيرة في التطبيقات العملية.

أنبوب الألومنيوم أنبوب الزعانف microchannel مكثف المبادل الحراري MCHE