تأثيرات الهيكل الرأسي على توزيع التدفق في مبخر القناة الدقيقة- Zhejiang SunCo Heat Exchange System Co., Ltd.

تأثيرات الهيكل الرأسي على توزيع التدفق في مبخر القناة الدقيقة

Update:Mar 07, 2024

مبخرات القنوات الصغيرة (MCEs) يتم استخدام تقنيات نقل الحرارة المستخدمة على نطاق واسع في تكييف هواء السيارات. إن حجمها الصغير وكفاءتها العالية وسهولة صيانتها يجعلها اختيارات شائعة؛ ومع ذلك، فهي عرضة لسوء توزيع غاز التبريد الذي له تداعيات خطيرة على الأداء الحراري ويجب معالجته بفعالية من خلال تحسين توزيع التدفق داخل قنواته. لذلك، تستكشف هذه الورقة بشكل تجريبي كيفية تأثير الهياكل الرأسية على توزيع التدفق داخل مبخرات القنوات الدقيقة.

تعتمد المبخرات ذات القنوات الدقيقة على نظام التدفق داخل رأسها للتحكم في كيفية تحرك السائل داخلها. يتأثر نظام التدفق داخل هذه القنوات الدقيقة بدرجة حرارة السائل، والتي بدورها يتم تحديدها من خلال كل من الهندسة وقوى التوتر السطحي التي تعمل على مادة التبريد المدخلة. لا يمكن منع سوء التوزيع إلا عن طريق تقليل تدرجات الضغط على طول رأسها.

كانت هناك استراتيجيات مختلفة مقترحة لتقليل انخفاض ضغط المبخر عن طريق تحسين توزيع السائل والبخار داخل القنوات الدقيقة. تعتمد معظم هذه الاستراتيجيات على تغيير خصائص التدفق أو هندسة القنوات الصغيرة؛ وعلى الرغم من فعاليتها، إلا أن تطبيقاتها تميل إلى أن تكون محدودة بسبب التعقيد والتكاليف الرأسمالية؛ كما أنها لا توفر حلولاً شاملة للمشاكل المتعلقة بتوزيع البخار داخل القنوات الدقيقة للمبخر.

أحد الحلول الواعدة هو استخدام مبخر ذو قنوات دقيقة مع توجيه أنبوبي رأسي ومشعبات كبيرة الحجم، مما يوفر أداءً حراريًا مثاليًا في ظل ظروف التشغيل المختلفة. يضمن موزع غاز التبريد الداخلي حقنًا متساويًا لغاز التبريد عبر أنابيب القنوات الدقيقة متعددة المنافذ بينما تتيح المشعبات الكبيرة تصريف التكثيف مجانًا؛ علاوة على ذلك، فإن اتجاهه الرأسي يمنع تراكم الماء على مشعب المدخل وجدران المبخر.

أثبتت الدراسات أن مبخرات القنوات الدقيقة يمكن أن تستفيد بشكل كبير من استخدام استراتيجيات مختلفة للتحكم في توزيع التدفق داخل قنواتها الدقيقة. تتضمن إحدى هذه الاستراتيجيات زيادة مساحة الزعنفة لتقليل انخفاض الضغط في الجانب الهوائي للمبادل الحراري؛ ويستخدم آخر تصميم المتشعبات مع توزيع موحد لغاز التبريد؛ أخيرًا، يعدل الثالث كلا الاستراتيجيتين عن طريق تغيير معاملات نقل الحرارة من جانب الهواء وجانب التبريد لكل قناة صغيرة على حدة.

تم إجراء اختبارات موسعة لمقارنة أداء مبخر القنوات الدقيقة مع أداء المبادل الحراري ذو الأنبوب الدائري، واكتشفت أن انخفاض ضغط جانب الهواء كان أقل عند تعادل قدرة التبريد. كما قاموا بتطوير نموذج حسابي للتنبؤ بهذا العامل للمبادلات الحرارية ذات القنوات الدقيقة، ووجدوا أنه يرتبط جيدًا بالبيانات التجريبية، وبالتالي أظهروا كيف يمكن أن يؤدي استخدام أحد هذه المبادلات إلى تقليل انخفاض ضغط الهواء بنسبة تصل إلى 27% دون التأثير على الأداء أو الموثوقية.