مفهوم جریان مخالف

جریان مخالف و جریان موازی به جهت حرکت سیال در مبدل های حرارتی مانند کویل ها اشاره دارد. در جریان متقابل، سیالات سرد و گرم در جهت مخالف حرکت می کنند و اختلاف دمای حداکثری را در تمام طول مبدل حفظ می کنند. این حالت منجر به انتقال حرارت کارآمد بین دو سیال می شود.

در مقابل، جریان موازی به معنی حرکت هر دو سیال در یک جهت است. در حالی که همچنان امکان انتقال حرارت، در این حالت فراهم است اما اختلاف دما در طول مبدل کاهش می یابد و به طور بالقوه منجر به راندمان پایین تر انتقال حرارت بین دو سیال، در مقایسه با جریان مخالف می شود.

جریان مخالف به طور کلی پربازده تر است، زیرا اختلاف دمایی (گرادیان دما) بیشتری را بین سیالات در طول فرآیند تبادل گرما حفظ می کند و امکان انتقال موثرتر گرما را فراهم می کند. با این حال، سیستم مورد نیاز و ملاحظات طراحی ممکن است بر انتخاب بین جریان مخالف و جریان موازی تأثیر بگذارد. در ادامه مفهوم جریان مخالف در کویل های کندانسور و اوپراتور به طور کامل بررسی می شود.

1. کویل اواپراتور (با جریان مخالف):

    – ورود مبرد: مبرد بصورت مایع از یک طرف وارد کویل اواپراتور می شود.

    – ورود هوا/آب: هوا یا آب گرم که نیاز به خنک شدن دارد، از طرف مقابل وارد کویل می شود.

    – جذب گرما: زمانی که مبرد داخل کویل جریان می یابد، شروع به جذب گرما از هوا یا آب گرم ورودی می کند.

    – تبخیر: گرمای جذب شده باعث تبخیر مبرد می شود و از حالت مایع به بخار تبدیل می شود.

    – تفاوت دما: جریان مخالف باعث می شود که اختلاف دما بین مبرد ورودی و هوا یا آب گرم در تمام طول کویل حفظ می شود و جذب گرما را به حداکثر می رساند.

2. کویل کندانسور (با جریان مخالف):

    – ورود مبرد: مبرد بصورت بخار، با فشار و دمای بالا، از یک طرف وارد کویل کندانسور می شود.

    – ورود هوا/آب: هوا یا آب سردتر که برای دفع گرما استفاده می شود، از طرف مقابل وارد کویل می شود.

    – دفع گرما: همانطور که مبرد از طریق کویل جریان می یابد، گرما را به هوا یا آب آزاد می کند.

    – متراکم شدن مبرد (میعان): گرمای آزاد شده باعث می شود که بخار مبرد دوباره به حالت مایع متراکم شود.

    – اختلاف دما: جریان مخالف سبب می شود که اختلاف دما بین مبرد داغ و سیال دیگر، مانند هوا یا آب خنک تر، حفظ شود و دفع گرما را بیشینه می کند.

در هر دو مورد، طراحی به صورت جریان مخالف، امکان تبادل تدریجی و مداوم گرما را در تمام طول کویل فراهم می کند. اختلاف حداکثری دما، که فرآیند انتقال حرارت بر مبنای آن انجام می پذیرد، باعث جذب کارآمد گرما در اواپراتور، یا دفع گرما در کندانسور می‌شود.