ٹربولیٹر داخل جیومیٹری پی ٹی ایف ای ہیٹ ایکسچینجر ٹیوبوں کی تھرمل کارکردگی کو کیسے متاثر کرتا ہے؟

لیمینر بہاؤ کے رجحان کی وجہ سے ہموار PTFE ٹیوب میں اندرونی حرارت کی ترسیل خراب ہے۔ لیکن ٹیوب میں ایک شکل والے آلے، ایک ٹربولیٹر کو داخل کرنے سے بہاؤ کے پیٹرن کو بہت زیادہ متاثر کر سکتا ہے، ہنگامہ خیزی کو بڑھاتا ہے اور حرارت کی منتقلی کے قابلیت کو بڑھا سکتا ہے۔ ٹربولیٹر داخل کرنے کی جیومیٹری ہیٹ ایکسچینج کے عمل کی کامیابی میں ایک اہم عنصر ہے اور تھرمل کارکردگی کے ساتھ ساتھ پریشر ڈراپ کو بھی متاثر کرتی ہے۔

ٹربولیٹر داخل کرنے کی مخصوص شکلیں۔
PTFE ہیٹ ایکسچینجر اکثر ٹیوب سائیڈ پر ہنگامہ خیزی کو بڑھانے اور حرارت کی ترسیل کو بڑھانے کے لیے کئی قسم کے ٹربولیٹر انسرٹس کا استعمال کرتے ہیں۔ استعمال کی جانے والی تین سب سے عام جیومیٹریاں بٹی ہوئی ٹیپیں، تار کنڈلی، اور ڈمپلڈ یا کوروگیٹڈ انسرٹس ہیں۔

ٹیپیں پھٹ گئیں۔
بٹی ہوئی ٹیپیں مواد کی ہیلیکل سٹرپس ہیں جو ٹیوب کے اندر ڈالی جاتی ہیں جو ایک گھومنے کے بہاؤ کو دلانے کے لیے سیال کو ٹیوب کی دیواروں کی طرف لے جاتی ہیں۔ یہ جیومیٹری کافی حد تک لیمینر کے بہاؤ کو توڑ دیتی ہے جو ہنگامہ خیزی کے حق میں ہے اور حرارت کی منتقلی کے گتانک کو بڑھاتی ہے۔ PTFE ہیٹ ایکسچینجرز میں گرمی کی منتقلی کو بڑھانے کے لیے عملی طور پر سب سے زیادہ کارآمد اور استعمال شدہ ٹربولیٹر ڈیزائن میں سے ایک بٹی ہوئی ٹیپ ہے۔ گھماؤ کا بہاؤ جو وہ پیدا کرتے ہیں وہ سیال کے اختلاط کو بڑھاتا ہے، جس سے ٹیوب کی سطح پر گرمی کی زیادہ تقسیم ہوتی ہے۔

تار کوائلنگ
PTFE ٹیوبوں کے اندر ہنگامہ خیزی کو بڑھانے کا ایک اور بار بار طریقہ یہ ہے کہ اسپرنگ-جیسے انسرٹس، یا تار کنڈلیوں کا استعمال کریں۔ جیسے ہی سیال ٹیوب سے گزرتا ہے، یہ کنڈلی باؤنڈری پرت کو ٹرپ کرتی ہیں۔ افراتفری کی حرکت لیمینر کے بہاؤ میں خلل ڈالتی ہے۔ تار کی کنڈیاں سیال کو بے قاعدہ انداز میں حرکت دیتی ہیں اس طرح حرارت کی منتقلی کی شرح میں اضافہ ہوتا ہے۔ یہ نوٹ کرنا دلچسپ ہے کہ تار کی کنڈیاں بہاؤ کے سلسلے میں زیادہ رکاوٹ پیدا کیے بغیر ہنگامہ خیزی کو بڑھانے کا متوازن انداز دیتی ہیں۔

ڈمپلڈ یا نالیدار ڈالیں۔
ڈمپلڈ یا نالیدار داخلیں بہاؤ کے سلسلے میں چھوٹے، مقامی بھنور بناتے ہیں۔ یہ vortices داخل کی سطح پر سیال کے بہاؤ میں ہنگامہ خیزی فراہم کرتے ہیں، اس طرح گرمی کی منتقلی کے گتانک میں اضافہ ہوتا ہے۔ ڈمپلڈ انسرٹس بٹی ہوئی ٹیپوں یا تار کوائلز کے مقابلے میں کم حملہ آور ہوتے ہیں لیکن خاص طور پر ایسی ایپلی کیشنز میں فائدہ مند ہوتے ہیں جہاں کم پریشر کو برقرار رکھنا ضروری ہوتا ہے۔ عملی طور پر، ڈمپلڈ یا نالیدار داخلوں کے ساتھ نظام اکثر لاگو ہوتے ہیں جہاں پمپنگ پاور پر کم سے کم اثر کے ساتھ حرارت کی منتقلی میں اعتدال پسند اضافہ کی کوشش کی جاتی ہے۔

پرفارمنس ٹریڈ-آف ہیٹ ٹرانسفر بمقابلہ پریشر ڈراپ
ہر ٹربولیٹر داخل کرنے سے جیومیٹری ٹیوب-سائیڈ نسلٹ نمبر کو بڑھاتی ہے، ایک طول و عرض کے بغیر مقدار جو کہ حرارت کی منتقلی کی کارکردگی کا پیمانہ ہے۔ تاہم، یہ جیومیٹریاں ہیٹ ایکسچینجر پر دباؤ میں کمی کا باعث بنتی ہیں جو پمپنگ کے بڑھتے ہوئے اخراجات میں حصہ ڈال سکتی ہیں۔ ٹربولیٹر داخل کرنے کی شکل کا بہترین انتخاب گرمی کی منتقلی میں اضافے اور دباؤ کے قابل اجازت کمی کے درمیان سمجھوتہ سے طے ہوتا ہے۔

عام طور پر بٹی ہوئی ٹیپ گرمی کی منتقلی میں سب سے بڑا اضافہ فراہم کرتی ہے بلکہ دباؤ کے نقصان میں بھی نمایاں اضافہ کرتی ہے۔ تار کنڈلی گرمی کی منتقلی اور دباؤ میں کمی، اور اس طرح کارکردگی اور توانائی کی کارکردگی کے لحاظ سے درمیانی زمین فراہم کرتی ہے۔ ڈمپلڈ انسرٹس سب سے کم پریشر ڈراپ فراہم کرتے ہیں، لیکن دیگر دو متبادلوں کے مقابلے میں حرارت کی منتقلی میں کم بہتری فراہم کرتے ہیں۔

زیادہ سے زیادہ ٹربولیٹر داخل کرنے کا انتخاب گرمی کی منتقلی کے کام اور سسٹم میں قابل اجازت پمپنگ پاور پر منحصر ہوگا۔ زیادہ بہاؤ کی شرح کے نظاموں میں یا جب توانائی کی کھپت ایک بنیادی مسئلہ ہو تو زیادہ اعتدال پسند ٹربولیٹر ڈالنے کا ڈیزائن جیسے تار کوائل یا ڈمپل مثالی ہیں۔

ٹربولیٹر کی اقسام کے لیے موازنہ کا جدول
گرمی کی منتقلی بڑھانے میں پریشر ڈراپ پر ٹربولیٹر قسم کا اثر
بٹی ہوئی ٹیپس ہائی ہائی وائر کنڈلی اعتدال پسند
ڈمپلڈ داخل کرتا ہے درمیانہ کم نتیجہ
ٹربولیٹر انسرٹس PTFE ہیٹ ایکسچینجر ٹیوبوں کی تھرمل کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے ایک لاگت سے موثر اور عملی اپ گریڈ ہیں۔ یہ انسرٹس ٹیوب-سائیڈ پر ہنگامہ خیزی کو بڑھا کر حرارت کی منتقلی کی شرح کو بڑھاتے ہیں۔ یہ خاص طور پر PTFE جیسے کم تھرمل چالکتا والے مواد کے لیے مفید ہے۔ حرارت کی منتقلی میں مطلوبہ اضافہ تک پہنچنے کے لیے ٹربولیٹر داخل کرنے کے جیومیٹری کو احتیاط سے منتخب کیا جانا چاہیے، جب کہ دباؤ کی کمی کو قابل قبول حد میں رکھا جائے۔ حرارت کی منتقلی میں اضافہ تھرمل پروسیسنگ کے لیے جدت کا ایک اہم شعبہ ہے۔ نوول ٹربولیٹر ڈیزائنز اور مواد کی ترقی سے اور بھی اعلیٰ کارکردگی کے فوائد حاصل ہونے کا امکان ہے۔