الحواجز الحلزونية (نظام الحواجز الحلزونية) مقابل الحواجز التقليدية

 

الحواجز الحلزونية (نظام الحواجز الحلزونية) مقابل الحواجز التقليدية

1. نمط التدفق (التمييز الأساسي)

الحواجز القطاعية التقليدية

• صفائح ذات قطع أفقي عمودي (عادةً 20-25٪ قطع حاجز)، متباعدة على طول محور الصدفة.
• تدفق السوائل:التدفق المتقاطع المتعرج + مناطق إعادة التدوير الميتة
   
  يصطدم سائل القشرة باللوحة الحاجزة، مجبرًا على الدوران بمقدار 180 درجة، ويتقاطع بشكل عمودي على الأنابيب، ثم يعكس الاتجاه عند الحاجز التالي.
• مناطق ميتة راكدة كبيرة خلف كل لوحة حاجزة؛ يتم إعادة تدوير السائل ببطء في هذه المناطق.

حلزونية/دوامة يحير

• صفائح لولبية منحنية مستمرة ملفوفة حول حزمة الأنبوب، وتشكل قناة تدفق حلزونية واحدة.
• تدفق السوائل:التدفق الطولي الحلزوني المستمر السلس
   
  يتحرك السائل الموجود على جانب الصدفة على طول مسار حلزوني ثابت، ويتدفق بالتوازي + مماس قليلاً للأنابيب دون أي انعطافات حادة بزاوية 180 درجة.
• لا توجد مناطق ميتة كبيرة. يبقى التدفق موحدًا عبر حزمة الأنبوب بأكملها.

2. أداء نقل الحرارة

يحير التقليدية

• اضطراب محلي عالي فقط في أقسام التدفق المتقاطع؛ المناطق الميتة لديها نقل حرارة منخفض.
• متوسط ​​معامل نقل الحرارة (ح) معتدل؛ جزء كبير من حجم القشرة يساهم بشكل ضئيل في التبادل الحراري.
• عرضة لطبقات درجة الحرارة في المبادلات الكبيرة.

يحير دوامة حلزونية

• اضطراب يحوم متسق عبر جميع الأنابيب على طول الصدفة.
• يزيل المناطق الراكدة →معامل نقل الحرارة أعلى بنسبة 20-40% من جانب الصدفةبنفس سرعة التدفق .
• توزيع موحد لدرجة حرارة السوائل. أقل بكثير من التقسيم الطبقي الحراري.

3. انخفاض الضغط

الحواجز القطاعية التقليدية

• فقدان الضغط العالي جدًا: يؤدي كل انعكاس للتدفق بمقدار 180 درجة إلى حدوث سحب هائل للشكل، وفصل التدفق، وفقدان الدوامة.
• يرتفع انخفاض الضغط بشكل حاد مع معدل التدفق؛ غالبًا ما يتطلب الأمر مضخات/منافيخ أكبر وتكاليف طاقة تشغيل أعلى.

يحير دوامة حلزونية

• الحد الأدنى من خسائر تحول التدفق - لا توجد انعكاسات اتجاهية مفاجئة.
• للحصول على واجب نقل الحرارة المتساوي:انخفاض الضغط على جانب الصدفة بنسبة 50-70%.
• إذا تم التشغيل بنفس انخفاض الضغط مثل الحواجز التقليدية، فإن التصميمات الحلزونية توفر كفاءة نقل حرارة أعلى بكثير.

4. سلوك التلوث والتنظيف

يحير التقليدية

• المناطق الميتة تحبس الرواسب والحمأة والحجم والجسيمات.
• تعمل مناطق إعادة التدوير منخفضة السرعة على تسريع تراكم القاذورات؛ التنظيف المتكرر مطلوب.
• من الصعب طرد الرواسب المحاصرة بين الألواح الحاجزة.

يحير دوامة حلزونية

• التدفق الدوامي المستمر ينظف أسطح الأنبوب بشكل موحد؛ لا جيوب راكدة منخفضة السرعة.
• معدل تلوث أبطأ بكثير؛ فترات خدمة ممتدة بين التنظيف.
• تتيح القناة الحلزونية المباشرة سهولة التنظيف الكيميائي أو التنظيف الميكانيكي.

5. اهتزاز الأنبوب الناجم عن التدفق (فرق الموثوقية الحرجة)

يحير التقليدية

• التدفق المتقاطع الشديد المتعامد مع الأنابيب + انعكاس التدفق السريع يخلق تساقطًا قويًا للدوامة.
• ارتفاع خطر اهتزاز الأنبوب، واصطدام الأنبوب، وتآكل الأنبوب عند الحواف المقطوعة، وتمزق الأنبوب بمرور الوقت - وهو خطر فشل كبير في المبادلات عالية التدفق.

يحير دوامة حلزونية

• يسير التدفق في الغالب بالتوازي مع الأنابيب ذات الدوامات اللطيفة، مع الحد الأدنى من الإثارة العرضية للتدفق المتقاطع.
• يتم قمع سفك الدوامة. يتم تقليل خطر اهتزاز الأنبوب بشكل كبير.
• عمر خدمة أطول للأنبوب، وعدد أقل من إصلاحات الصيانة لتلف الأنبوب.