[FONT="]ظرفیت اواپراتورها یا کویل‌هاي سرد کننده، شدت جذب حرارت از فضای سرد شونده یا محصول، به وسیله سطوح اواپراتور برای تبخیر مبرد داخل آن است و معمولا بر حسب وات بیان مي‌شود. اواپراتور انتخاب شده برای هر کاربرد خاص باید ظرفیت انتقال حرارت کافی برای تبخیر مبرد به منظور جذب حرارت با شدت لازم را داشته باشد تا در شرایط طراحی بتواند سرمای لازم را‌ايجاد نماید.[/FONT]
[FONT="]انتقال حرارت به اواپراتور با هر سه روش جا به جایی، تشعشع و هدایت صورت مي‌گیرد. مثلا در کاربردهای سرد کردن هوا، قسمت اعظم حرارت به وسیله جریانهای جا به جایی به وجود آمده توسط فن‌ها یا چرخش ثقلی ناشی از اختلاف دمای بین اواپراتور و فضای سرد، و مقداری نیز از طریق تشعشع از محصول و دیوارهای فضا به اواپراتور و فضای سرد، و مقداری نیز از طریق تشعشع از محصول و دیوارهای فضا به اواپراتور منتقل مي‌شود. در مواردی نظیر سرد کن‌هاي مایع که مایع سرد شونده با سطح خارجی اواپراتور در تماس حرارتی است و انتقال حرارت با روش هدایت مستقیم از محصول به اواپراتور صورت مي‌گیرد. برای انتقال خوب حرارت، چرخش سیال سرد شونده به وسیله پمپ و یا به روش ثقلی ضروری است.[/FONT]
[FONT="]بدون توجه به چگونگی رسیدن حرارت به سطح خارجی اواپراتور، انتقال حرارت از سطوح اواپراتور به مبرد داخل آن به وسیله هدایت صورت مي‌گیرد. بنابراین ظرفیت اواپراتور که شدت انتقال حرارت از سطوح خارجی آن مي‌باشد، به شدت انتقال حرارت هدایتی بستگی دارد.[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="]به منظور بالا بردن شدت انتقال حرارت در اواپراتورها، بایستی جنس لوله‌ها حتی الامکان از موادی با ضریب هدایت حرارتی بالا انتخاب شود. فلزاتی نظیر آهن، فولاد، برنز، مس و آلومینیم ضریب هدایتی بالایی دارند و در ساخت اواپراتورها مورد استفاده قرار مي‌گیرند. باید توجه داشت جنس فلز انتخابی طوری باشد که با ماده مبرد ترکیب نشود. مثلا آهن و فولاد تحت تاثیر هیچ یک از مبردها قرار نمي‌گیرد ولی چنانچه رطوبتی در سیستم وجود داشته باشد موجب پوسیدگی آنها مي‌گردد. برنز و مس با هر مبردی غیر از آمونیاک، آلومینیم با هر مبردی غیر از کلرید متیل، منگنز و آلیاژهای آن با هر مبردی غیر از کلرید متیل و هیدروکربنهای فلوئور دار به کار مي‌روند.[/FONT]
[FONT="]چون مقاومت فلز اواپراتور در مقابل انتقال حرارت به ویژه هنگامي‌که جنس اواپراتور مس یا آلو مینیم مقدار سطح داخلی خیس شده، سرعت و ضریب هدایت مبرد، مقدار روغن موجود در اواپراتور جنس محصول سرد شونده، شرایط سطح خارجی، سرعت سیال در روی کویل(گاز یا مایع) و نسبت سطح داخلی به خارجی بستگی دارد.[/FONT]
[FONT="]واضح است که انتقال حرارت در مایعات بیشتر از گازها مي‌باشد و شدت جذب حرارت به وسیله مبرد از سطوح اواپراتور با افزایش سطح خیس شده داخلی افزایش مي‌یابد. به همین دلیل اواپراتورهای تر که بطور کامل با مایع مبرد پر مي‌شوند از اواپراتورهای انبساط خشک به مراتب موثر تر هستند.اين امر در مورد سطح خارجی اواپراتور نیز صادق است یعنی انتقال حرارت از سطح خارجی اواپراتور در حالت تماس با مایع، بیشتر از انتقال حرارت در تماس با هوا یا سایر گازها مي‌باشد.[/FONT]
[FONT="]وجود هر گونه رسوب بر روی سطوح خارجی و داخلی اواپراتور به صورت عایق حرارتی عمل مي‌نماید و موجب کاهش ضریب هدایت حرارتی سطوح اواپراتور و کاهش شدت انتقال حرارت مي‌گردد. کثیفی سطح خارجی در اواپراتورهای سرد کننده هوا، معمولا به وسیله گرد و غبار موجود در هوا و یا گریس و سایر مواد چسبنده به سطح کویل‌هاي تر، و یا تشکیل برفک در روی اواپراتورهایی که در دمای زیر انجماد عمل مي‌کنند به وجود مي‌آید و در اواپراتورهای سرد کن مایع از تشکیل جرم و خوردگی لوله‌ها، کثیف شدن سطح داخلی لوله‌هاي اواپراتور به دلیل زیاد بودن مقدار روغن در اواپراتورو همچنین کم بودن سرعت جریان مبرد در اواپراتور ، حاصل مي‌شود . در صورت پایین بودن سرعت جریان مبرد حبابهای بخار به وجود آمده در اثر جوشیدن آن به سطح داخلی لوله‌هاي اواپراتور را کاهش مي‌دهد ولی با افزایش سرعت مبرد، روغن و حبابهای موجود به وسیله جریان مبرد مي‌شود و شدت انتقال حرارت بهبود مي‌یابد . بنابراین بازای قطر معین لوله با افزایش سرعت مبرد ضریب هدایتی فیلم داخلی افزایش مي‌یابد ولی باید توجه داشت که اگر سرعت جریان مبرد بیش از حد مجاز افزایش یابد باعث افت فشار زیاد در لوله‌ها شده به جای افزایش ظرفیت کویل موجب کاهش آن مي‌گردد .این موضوع تا حدی به روش لوله کشی کویلها بستگی دارد و در قسمتهای بعدی مورد بررسی قرار خواهد گرفت. ضریب هدایتی فیلم سطوح خارجی نیز همچون سطوح داخلی، با افزایش سرعت سیال بهبود مي‌یابد ولی‌اين بار نیز به دلایلی غیر ازظرفیت مجاز اواپراتور، در بعضی از موارد سرعت ماگزیمم جریان سیال، محدود مي‌گردد. هر گونه افزایش در آشفتگی[/FONT] [FONT="] جریان چه در داخل و چه در خارج اواپراتور، شدت انتقال حرارت از سطوح آن را بطور قابل ملاحظه‌اي افزایش مي‌دهد. بطور کلی آشفتگی داخلی سیال، بازیاد شدن اختلاف درجه حرارت در طرفین دیواره لوله، کم بودن فاصله لوله‌هاي کویل نستب به یکدیگر، و زبری سطوح داخلی لوله‌ها، افزایش مي‌یابد. در بعضی موارد برای بهبود انتقال حرارت، داخل لوله را پرده دار مي‌کنند. آشفتگی خارجی نیز با سرعت سیال در روی سطح کویل، فاصله گذاری لوله‌ها و شکل پره‌ها تغییر مي‌کند.[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="]مزیت استفاده از لوله‌هاي پره دار [/FONT]
[FONT="]مزیت حاصل از پره دار کردن سطوح عبارت است از افزایش ضرایب هدایت فیلمهای سطوح داخلی و خارجی و افزایش نسبت خارجی به داخلی لوله‌ها و در مواردی که شدت انتقال از سطح داخلی اواپراتور به ماده مبرد، بیشتر از شدت جذب حرارت به وسیله سطح خارجی اواپراتور از سیال سرد شونده مي‌باشد، ظرفیت کل اواپراتور به وسیله ظرفیت سطح خارجی محدود مي‌شود. در‌اين صورت مي‌توان با استفاده از پره‌ها، مساحت سطح خارجی را به حدی افزایش داد که مقدار حرارت جذب شده به وسیله‌اين سطوح، تقریبا برابر حرارت انتقالی از سطح داخلی لوله‌ها به مایع مبرد شود و مقدار کل [/FONT]U[FONT="]افزایش یابد.[/FONT]
[FONT="]با توجه به‌اينکه انتقال حرارت به مایعات بیشتر از شدت انتقال حرارت یا بخار مي‌باشد، معمولا مورد فوق بیشتر در سرد کردن هوا پیش مي‌آید زیر شدت انتقال حرارت از سطح داخلی اواپراتور به مایع مبرد، بیشتر از شدت انتقال حرارت از هوا به سطح خارجی اواپراتور مي‌باشد. به همین دلیل استفاده از اواپراتورهای پره دار در کاربردهای سرد کردن هوا متداولتر است. در کاربردهای سرد کردن مایع به ویژه اگر از آمونیاک به عنوان مبرد استفاده شده باشد چون هر دو طرف لوله با مایع در تماس است و شدت انتقال حرارت در هر دو طرف تقریبا برابر مي‌باشد بدون استفاده از پره اواپراتورهای لوله‌اي با راندمان بالایی کار مي‌کنند. ولی در سردکنهای مایعی که از مبردهای فلور و کربنی استفاده مي‌شود ممکن است شدت انتقال حرارت در طرف سیال سرد شونده از شدت انتقال حرارت در طرف مبرد تجاوز نماید. در‌اين صورت پره دار کردن لوله‌ها در شکل نشان داده شده است. در صورتی که مبرد روی سطح خارجی لوله جریان داشته باشد استفاده از لوله‌هايی با پره‌هاي کوتاه و کم، نظیر یک لوله دنده دار مناسب خواهد بود.[/FONT]
[FONT="]انتقال حرارت به اواپراتور با هر سه روش جا به جایی، تشعشع و هدایت صورت مي‌گیرد. مثلا در کاربردهای سرد کردن هوا، قسمت اعظم حرارت به وسیله جریانهای جا به جایی به وجود آمده توسط فن‌ها یا چرخش ثقلی ناشی از اختلاف دمای بین اواپراتور و فضای سرد، و مقداری نیز از طریق تشعشع از محصول و دیوارهای فضا به اواپراتور و فضای سرد، و مقداری نیز از طریق تشعشع از محصول و دیوارهای فضا به اواپراتور منتقل مي‌شود. در مواردی نظیر سرد کن‌هاي مایع که مایع سرد شونده با سطح خارجی اواپراتور در تماس حرارتی است و انتقال حرارت با روش هدایت مستقیم از محصول به اواپراتور صورت مي‌گیرد. برای انتقال خوب حرارت، چرخش سیال سرد شونده به وسیله پمپ و یا به روش ثقلی ضروری است.[/FONT]
[FONT="]بدون توجه به چگونگی رسیدن حرارت به سطح خارجی اواپراتور، انتقال حرارت از سطوح اواپراتور به مبرد داخل آن به وسیله هدایت صورت مي‌گیرد. بنابراین ظرفیت اواپراتور که شدت انتقال حرارت از سطوح خارجی آن مي‌باشد، به شدت انتقال حرارت هدایتی بستگی دارد.[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="]به منظور بالا بردن شدت انتقال حرارت در اواپراتورها، بایستی جنس لوله‌ها حتی الامکان از موادی با ضریب هدایت حرارتی بالا انتخاب شود. فلزاتی نظیر آهن، فولاد، برنز، مس و آلومینیم ضریب هدایتی بالایی دارند و در ساخت اواپراتورها مورد استفاده قرار مي‌گیرند. باید توجه داشت جنس فلز انتخابی طوری باشد که با ماده مبرد ترکیب نشود. مثلا آهن و فولاد تحت تاثیر هیچ یک از مبردها قرار نمي‌گیرد ولی چنانچه رطوبتی در سیستم وجود داشته باشد موجب پوسیدگی آنها مي‌گردد. برنز و مس با هر مبردی غیر از آمونیاک، آلومینیم با هر مبردی غیر از کلرید متیل، منگنز و آلیاژهای آن با هر مبردی غیر از کلرید متیل و هیدروکربنهای فلوئور دار به کار مي‌روند.[/FONT]
[FONT="]چون مقاومت فلز اواپراتور در مقابل انتقال حرارت به ویژه هنگامي‌که جنس اواپراتور مس یا آلو مینیم مقدار سطح داخلی خیس شده، سرعت و ضریب هدایت مبرد، مقدار روغن موجود در اواپراتور جنس محصول سرد شونده، شرایط سطح خارجی، سرعت سیال در روی کویل(گاز یا مایع) و نسبت سطح داخلی به خارجی بستگی دارد.[/FONT]
[FONT="]واضح است که انتقال حرارت در مایعات بیشتر از گازها مي‌باشد و شدت جذب حرارت به وسیله مبرد از سطوح اواپراتور با افزایش سطح خیس شده داخلی افزایش مي‌یابد. به همین دلیل اواپراتورهای تر که بطور کامل با مایع مبرد پر مي‌شوند از اواپراتورهای انبساط خشک به مراتب موثر تر هستند.اين امر در مورد سطح خارجی اواپراتور نیز صادق است یعنی انتقال حرارت از سطح خارجی اواپراتور در حالت تماس با مایع، بیشتر از انتقال حرارت در تماس با هوا یا سایر گازها مي‌باشد.[/FONT]
[FONT="]وجود هر گونه رسوب بر روی سطوح خارجی و داخلی اواپراتور به صورت عایق حرارتی عمل مي‌نماید و موجب کاهش ضریب هدایت حرارتی سطوح اواپراتور و کاهش شدت انتقال حرارت مي‌گردد. کثیفی سطح خارجی در اواپراتورهای سرد کننده هوا، معمولا به وسیله گرد و غبار موجود در هوا و یا گریس و سایر مواد چسبنده به سطح کویل‌هاي تر، و یا تشکیل برفک در روی اواپراتورهایی که در دمای زیر انجماد عمل مي‌کنند به وجود مي‌آید و در اواپراتورهای سرد کن مایع از تشکیل جرم و خوردگی لوله‌ها، کثیف شدن سطح داخلی لوله‌هاي اواپراتور به دلیل زیاد بودن مقدار روغن در اواپراتورو همچنین کم بودن سرعت جریان مبرد در اواپراتور ، حاصل مي‌شود . در صورت پایین بودن سرعت جریان مبرد حبابهای بخار به وجود آمده در اثر جوشیدن آن به سطح داخلی لوله‌هاي اواپراتور را کاهش مي‌دهد ولی با افزایش سرعت مبرد، روغن و حبابهای موجود به وسیله جریان مبرد مي‌شود و شدت انتقال حرارت بهبود مي‌یابد . بنابراین بازای قطر معین لوله با افزایش سرعت مبرد ضریب هدایتی فیلم داخلی افزایش مي‌یابد ولی باید توجه داشت که اگر سرعت جریان مبرد بیش از حد مجاز افزایش یابد باعث افت فشار زیاد در لوله‌ها شده به جای افزایش ظرفیت کویل موجب کاهش آن مي‌گردد .این موضوع تا حدی به روش لوله کشی کویلها بستگی دارد و در قسمتهای بعدی مورد بررسی قرار خواهد گرفت. ضریب هدایتی فیلم سطوح خارجی نیز همچون سطوح داخلی، با افزایش سرعت سیال بهبود مي‌یابد ولی‌اين بار نیز به دلایلی غیر ازظرفیت مجاز اواپراتور، در بعضی از موارد سرعت ماگزیمم جریان سیال، محدود مي‌گردد. هر گونه افزایش در آشفتگی[/FONT] [FONT="] جریان چه در داخل و چه در خارج اواپراتور، شدت انتقال حرارت از سطوح آن را بطور قابل ملاحظه‌اي افزایش مي‌دهد. بطور کلی آشفتگی داخلی سیال، بازیاد شدن اختلاف درجه حرارت در طرفین دیواره لوله، کم بودن فاصله لوله‌هاي کویل نستب به یکدیگر، و زبری سطوح داخلی لوله‌ها، افزایش مي‌یابد. در بعضی موارد برای بهبود انتقال حرارت، داخل لوله را پرده دار مي‌کنند. آشفتگی خارجی نیز با سرعت سیال در روی سطح کویل، فاصله گذاری لوله‌ها و شکل پره‌ها تغییر مي‌کند.[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="]مزیت استفاده از لوله‌هاي پره دار [/FONT]
[FONT="]مزیت حاصل از پره دار کردن سطوح عبارت است از افزایش ضرایب هدایت فیلمهای سطوح داخلی و خارجی و افزایش نسبت خارجی به داخلی لوله‌ها و در مواردی که شدت انتقال از سطح داخلی اواپراتور به ماده مبرد، بیشتر از شدت جذب حرارت به وسیله سطح خارجی اواپراتور از سیال سرد شونده مي‌باشد، ظرفیت کل اواپراتور به وسیله ظرفیت سطح خارجی محدود مي‌شود. در‌اين صورت مي‌توان با استفاده از پره‌ها، مساحت سطح خارجی را به حدی افزایش داد که مقدار حرارت جذب شده به وسیله‌اين سطوح، تقریبا برابر حرارت انتقالی از سطح داخلی لوله‌ها به مایع مبرد شود و مقدار کل [/FONT]U[FONT="]افزایش یابد.[/FONT]
[FONT="]با توجه به‌اينکه انتقال حرارت به مایعات بیشتر از شدت انتقال حرارت یا بخار مي‌باشد، معمولا مورد فوق بیشتر در سرد کردن هوا پیش مي‌آید زیر شدت انتقال حرارت از سطح داخلی اواپراتور به مایع مبرد، بیشتر از شدت انتقال حرارت از هوا به سطح خارجی اواپراتور مي‌باشد. به همین دلیل استفاده از اواپراتورهای پره دار در کاربردهای سرد کردن هوا متداولتر است. در کاربردهای سرد کردن مایع به ویژه اگر از آمونیاک به عنوان مبرد استفاده شده باشد چون هر دو طرف لوله با مایع در تماس است و شدت انتقال حرارت در هر دو طرف تقریبا برابر مي‌باشد بدون استفاده از پره اواپراتورهای لوله‌اي با راندمان بالایی کار مي‌کنند. ولی در سردکنهای مایعی که از مبردهای فلور و کربنی استفاده مي‌شود ممکن است شدت انتقال حرارت در طرف سیال سرد شونده از شدت انتقال حرارت در طرف مبرد تجاوز نماید. در‌اين صورت پره دار کردن لوله‌ها در شکل نشان داده شده است. در صورتی که مبرد روی سطح خارجی لوله جریان داشته باشد استفاده از لوله‌هايی با پره‌هاي کوتاه و کم، نظیر یک لوله دنده دار مناسب خواهد بود.[/FONT]
نظر چی شد بابا
