হিট সিঙ্ক ফিন এবং প্যারালাল-ফ্লো ফিন হিট এক্সচেঞ্জার ডিজাইন

কনডেন্সার অ্যাপ্লিকেশনের জন্য তাপ সিঙ্ক পাখনার নকশা নীতি

পাখনাগুলি পরিবাহী তাপ স্থানান্তর বৃদ্ধি করতে টিউব বা প্লেটের কার্যকর বাহ্যিক পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল বৃদ্ধি করে। কনডেন্সারগুলিতে (গ্যাস-থেকে-তরল বা বাষ্প-থেকে-তরল), ফিনগুলি সাধারণত প্রয়োজনীয় তাপ প্রত্যাখ্যান করার সময় এক্সচেঞ্জারের খরচ এবং পদচিহ্ন কমাতে বাষ্প/বায়ু দিকে ব্যবহার করা হয়। মূল নকশার ভেরিয়েবলগুলি হল পাখনার ধরন (সমতল, লাউভার্ড, তরঙ্গায়িত, ছিদ্র করা), ফিন পিচ (প্রতি মিটারে পাখনা বা প্রতি ইঞ্চিতে পাখনা), পাখনার উচ্চতা, পাখনার পুরুত্ব এবং উপাদানের তাপ পরিবাহিতা।

তাপ কর্মক্ষমতা মৌলিক

সামগ্রিক তাপ স্থানান্তর সম্পর্ক ব্যবহার করুন Q = U · A · ΔT . পাখনা আপাত এলাকা A বৃদ্ধি করে এবং স্থানীয় পরিবাহী সহগ h পরিবর্তন করে কাজ করে। একটি পাখনাযুক্ত পৃষ্ঠের জন্য কার্যকর এলাকা হল A_finned = η_f · A_geometric, যেখানে η_f হল পাখনার দক্ষতা। অত্যধিক চাপ ড্রপ এড়াতে ব্যবহারিক নকশার জন্য U, η_f, এবং প্যাকিং ঘনত্বের একযোগে বিবেচনা করা প্রয়োজন।

যান্ত্রিক এবং বায়ুপ্রবাহের সীমাবদ্ধতা

শক্ত ফিন পিচ এলাকা বাড়ায় কিন্তু বায়ু-পার্শ্বে চাপ কমায় এবং ফাউলিংয়ের ঝুঁকি বাড়ায়। সমান্তরাল বায়ুপ্রবাহ (সমান্তরাল-প্রবাহ কনডেন্সার) সহ কনডেনসার কয়েলে, কয়েলের মুখ জুড়ে অভিন্ন প্রবাহ বন্টন গুরুত্বপূর্ণ; অসম প্রবাহ স্থানীয় তাপ স্থানান্তর হ্রাস করে এবং স্থানীয় শুষ্ক প্যাচ বা হিমায়িত হতে পারে। ডিজাইনে অবশ্যই এলাকা, ফ্যানের শক্তি এবং ফাউলিং ভাতা ভারসাম্য বজায় রাখতে হবে।

ফিন হিট এক্সচেঞ্জার সহ সমান্তরাল-প্রবাহ কনডেন্সার — অপারেশন এবং লেআউট

সমান্তরাল-প্রবাহ কনডেনসারগুলি একাধিক সমান্তরাল টিউবের মাধ্যমে রেফ্রিজারেন্ট (বা কার্যকারী তরল) রুট করে যখন বায়ু বা বাষ্প পাখনাযুক্ত মুখের উপর দিয়ে ট্রান্সভার্স প্রবাহিত হয়। কাউন্টারফ্লো ডিজাইনের তুলনায়, সমান্তরাল-প্রবাহ কনডেন্সারগুলি তৈরি করা সহজ এবং কম্প্যাক্টনেস অর্জন করতে পারে তবে রেফ্রিজারেন্ট বেগ এবং তাপ প্রবাহকে অভিন্ন রাখতে সতর্ক শিরোনাম এবং টিউব বিতরণ প্রয়োজন।

সাধারণ কয়েল লেআউট এবং হেডার

ভাল হেডার ডিজাইন (সঠিক হেডার ব্যাস, ইনলেট/আউটলেট অগ্রভাগ বসানো, এবং অভ্যন্তরীণ বিভ্রান্তি) খারাপ বন্টন প্রতিরোধ করে। সমান্তরাল প্রবাহের জন্য: নিশ্চিত করুন যে প্রতিটি নল সারিতে একই রকম হাইড্রোলিক প্রতিরোধের আছে; শুধুমাত্র প্রয়োজন হলে orifices বা restrictors ব্যবহার করুন। মাল্টি-পাস বা ক্রস-কাপল্ড টিউব সার্কিট বিবেচনা করুন যখন একক-পাস সমান্তরাল শিরোনামগুলি অত্যধিক বেগের পার্থক্য দেয়।

সমান্তরাল প্রবাহের জন্য বায়ু-পার্শ্বের বিবেচনা

যেসব ডিভাইসে ফিনড টিউব প্যাক জুড়ে বাতাস প্রবাহিত হয়, সেখানে তাপ স্থানান্তর এবং শব্দের ভারসাম্য বজায় রাখার জন্য প্রস্তাবিত রেঞ্জের মধ্যে মুখের বেগ বজায় রাখুন (এয়ার-কুলড কনডেনসারের জন্য প্রায়ই 1.5-3.5 মি/সেকেন্ড)। আর্দ্র জলবায়ুর জন্য, পাখনার ব্যবধান বৃদ্ধি কণা এবং জৈবিক ফাউলিং থেকে আটকা পড়া কমায় কিন্তু ক্ষেত্রফল কমিয়ে দেয়।

ফিন জ্যামিতি নির্বাচন এবং কর্মক্ষমতা ট্রেড-অফ

পারফরম্যান্সের লক্ষ্যগুলি মেলানোর জন্য ফিনের জ্যামিতি বেছে নিন: প্রতি ইউনিট চাপের ড্রপের তাপ স্থানান্তর সর্বাধিক করুন, খরচ এবং ভর কমিয়ে দিন এবং প্রয়োজনীয় টুলিং সহ উত্পাদনযোগ্যতার অনুমতি দিন। কনডেন্সারগুলির জন্য সাধারণ পাখনার জ্যামিতি:

• সরল (সোজা) পাখনা — সহজ, কম খরচে, কম থেকে মাঝারি বায়ু বেগের জন্য ভালো।
• লাউভার্ড ফিনস — উচ্চ স্থানীয় অশান্তি h বৃদ্ধি করে, যেখানে তাপ প্রবাহ বেশি এবং কিছু চাপ হ্রাস গ্রহণযোগ্য সেখানে ব্যবহৃত হয়।
• চেরা বা ছিদ্র করা পাখনা — মাঝারি চাপের শাস্তির সাথে অশান্তি যোগ করুন; প্রায়ই স্বয়ংচালিত condensers ব্যবহৃত.
• তরঙ্গায়িত পাখনা - মধ্যবর্তী বৃদ্ধি এবং চাপ হ্রাস; louvers তুলনায় পরিষ্কার করা সহজ হতে পারে.

পরিমাণগত লেনদেন

ডিজাইনের তুলনা করার সময়, মূল্যায়ন করুন: নির্দিষ্ট এলাকা (m²/m³), পাখনার দক্ষতা η_f, এবং চাপ হ্রাস ΔP। 20-50% উচ্চতর বাহ্যিক পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল (পাখনার মাধ্যমে) কিন্তু 2-3× উচ্চতর ΔP সহ একটি নকশা এখনও অবাঞ্ছিত হতে পারে যদি ফ্যানের শক্তি এবং শব্দের সীমাবদ্ধতা কঠোর হয়। ফিন জ্যামিতি বাছাই করতে বিক্রেতার ডেটা থেকে পারফরম্যান্স ম্যাপ (h বনাম রি, এবং চাপ ড্রপ বনাম পুন) ব্যবহার করুন।

ব্যবহারিক নকশা উদাহরণ এবং নমুনা গণনা

উদাহরণের প্রয়োজন: প্রত্যাশিত সামগ্রিক U ≈ 150 W·m⁻²·K⁻¹ এবং গড় তাপমাত্রার পার্থক্য ΔT ≈ 10 K। প্রয়োজনীয় বাহ্যিক কার্যকর এলাকা A = Q / (U · ΔT) সহ একটি কনডেন্সারে Q = 10 kW তাপ প্রত্যাখ্যান করুন। এই প্রতিনিধি সংখ্যা ব্যবহার করে ফলন:

A_required = 10,000 W ÷ (150 W·m⁻²·K⁻¹ × 10 K) = 6.67 m² (কার্যকর পাখনাযুক্ত এলাকা)। যদি একটি নির্বাচিত পাখনা জ্যামিতি প্রায় 4 এর একটি ফিনিং বর্ধিতকরণ ফ্যাক্টর দেয় (অর্থাৎ, জ্যামিতিক ফিনযুক্ত এলাকা 4× বেয়ার টিউব এলাকা এবং গড় ফিন কার্যকারিতা সেই ফ্যাক্টরটিতে অন্তর্ভুক্ত করা হয়), খালি নল/পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলের প্রয়োজন ≈ 1.67 m²।

এই নম্বরগুলি কীভাবে ব্যবহার করবেন

বেয়ার এলাকা টার্গেট থেকে, কয়েলের মাত্রা এবং টিউবের দৈর্ঘ্য বের করুন: নলের মিটার প্রতি বেয়ার এলাকা = π · D_o · 1 মি (ফালা পাখনা ব্যবহার করলে ফিন কলার এলাকা অবদান)। মোট টিউব দৈর্ঘ্য পেতে প্রতি টিউব-মিটার এলাকা দ্বারা প্রয়োজনীয় খালি এলাকা ভাগ করুন, তারপর কয়েলের মুখের সীমাবদ্ধতাগুলি ফিট করার জন্য টিউবগুলিকে সারি এবং কলামে সাজান। ফাউলিং এবং সিজনাল পারফরম্যান্স মার্জিনের জন্য সর্বদা 10-25% অতিরিক্ত এলাকা যোগ করুন।

উত্পাদন, উপকরণ, এবং জারা বিবেচনা

সাধারণ পাখনা উপকরণ হল অ্যালুমিনিয়াম (হালকা, উচ্চ পরিবাহিতা, অর্থনৈতিক) এবং তামা (উচ্চ পরিবাহিতা, উচ্চ খরচ)। ক্ষয়কারী বায়ুমণ্ডলের সংস্পর্শে থাকা বহিরঙ্গন কনডেন্সারগুলির জন্য, অত্যন্ত ক্ষয়কারী পরিবেশের জন্য প্রলিপ্ত পাখনা (পলিমার, ইপক্সি, বা হাইড্রোফিলিক আবরণ) বা স্টেইনলেস স্টিলের পাখনা বিবেচনা করুন। উত্পাদন কৌশল: প্লেইন এবং তরঙ্গায়িত পাখনার জন্য ক্রমাগত রোল গঠন, লাউভারের জন্য স্ট্যাম্পিং এবং টিউবের সাথে ব্রেজিং বা যান্ত্রিক বন্ধন। পরিষ্কারের সহজতার জন্য ডিজাইন (কম টাইট লাউভার যেখানে কণা লোডিং প্রত্যাশিত)।

সর্বোত্তম অনুশীলন, পরীক্ষা এবং রক্ষণাবেক্ষণ

ক্ষেত্র-নির্ভরযোগ্য কনডেন্সার কর্মক্ষমতা নিশ্চিত করতে এই পদক্ষেপগুলি অনুসরণ করুন:

• প্রোটোটাইপ পরীক্ষা: একটি প্রতিনিধি কুণ্ডলী সেগমেন্ট তৈরি করুন এবং সম্পূর্ণ উত্পাদনের প্রতিশ্রুতি দেওয়ার আগে একটি বায়ু-টানেল বা টেস্ট রিগে h এবং ΔP পরিমাপ করুন।
• ফাউলিংয়ের জন্য অ্যাকাউন্ট: সহজেই পরিষ্কারযোগ্য পাখনার জ্যামিতি নির্দিষ্ট করুন এবং পর্যায়ক্রমিক কয়েল পরিষ্কারের জন্য পরিষেবা অ্যাক্সেস দিন।
• ইন্সট্রুমেন্টেশন পোর্টগুলি অন্তর্ভুক্ত করুন: রেফ্রিজারেন্ট বিতরণ এবং বায়ু প্রবাহের অভিন্নতা যাচাই করতে তাপমাত্রা অনুসন্ধান এবং চাপের ট্যাপগুলি।
• স্থানীয় জলবায়ুর জন্য ফিন পিচ অপ্টিমাইজ করুন: পরিষ্কার, শুষ্ক জলবায়ুর জন্য শক্ত পিচ; ধুলোবালি, আর্দ্র অবস্থার জন্য প্রশস্ত।

তুলনা সারণি: সাধারণ পাখনার ধরন এবং কখন ব্যবহার করতে হবে

সারাংশ এবং কর্মযোগ্য চেকলিস্ট

• প্রয়োজনীয় তাপ প্রত্যাখ্যান দিয়ে শুরু করুন এবং Q = U·A·ΔT ব্যবহার করে প্রয়োজনীয় কার্যকর এলাকা গণনা করুন।
• ফ্যান/ফ্যান-পাওয়ার বাজেটের জন্য প্রেসার ড্রপ গ্রহণযোগ্য রাখার সময় লক্ষ্য বর্ধনের ফ্যাক্টরকে আঘাত করতে পাখনা জ্যামিতি নির্বাচন করুন।
• সমান্তরাল-প্রবাহ কনডেন্সারগুলিতে অভিন্ন রেফ্রিজারেন্ট বিতরণ নিশ্চিত করতে হেডার এবং সার্কিট ডিজাইন করুন।
• প্রোটোটাইপ করুন এবং সম্পূর্ণ উত্পাদনের আগে কার্যকারিতা এবং ফাউলিং সংবেদনশীলতার জন্য একটি প্রতিনিধি কয়েল বিভাগ পরীক্ষা করুন।
• চূড়ান্ত স্পেসিফিকেশনে ফাউলিং মার্জিন (10-25%) এবং পরিষেবাযোগ্যতা অন্তর্ভুক্ত করুন।