بایپس فکتور یا ضریب کنارگذر در کویل
بایپس فکتور در جریان عبوری هوا از روی کویل فین-تیوب یک پارامتر مهم در طراحی و عملکرد سیستمهای تبادل حرارتی است. این ضریب نشاندهندهٔ نسبت حجمی یا جرمی از هوا است که بدون تماس مؤثر با سطح انتقال حرارت کویل (یعنی از بین فینها و تیوبها عبور کرده و در تبادل حرارتی شرکت نمیکند) به نسبت کل جریان عبوری است. وجود بایپس بهویژه در کویلهای فین-تیوبی با چیدمان فینهای نامناسب، فواصل نامتوازن بین فینها، یا سرعتهای بالای هوا بیشتر مشاهده میشود و میتواند کارایی سرمایشی یا گرمایشی را کاهش دهد.
فواید شناخت و کنترل بایپس فکتور:
- بهینهسازی کارایی: با تعیین بایپس فکتور میتوان طراحی کویل را طوری تنظیم کرد که بیشترین سطح هوا با سطوح فین-تیوب در تماس قرار گیرد و در نتیجه ظرفیت انتقال حرارت افزایش یابد.
- کاهش انرژی مصرفی: کاهش بایپس باعث میشود نیاز به دبی هوای بالاتر یا افزایش دور فن برای کسب ظرفیت مورد نظر کاهش یابد، که منجر به صرفهجویی در مصرف برق میشود.
- بهبود توزیع دما و راحتی حرارتی: کاهش جریانهای بایپس به یکنواختی دمای هوا خروجی از کویل کمک کرده و نقاط سرد یا گرم موضعی کمتر میشود.
- پیشبینی دقیقتر عملکرد: با داشتن مقدار بایپس میتوان مدلهای شبیهسازی انتقال حرارت و دینامیک سیالات را دقیقتر کرد و تصمیمات مهندسی بهتری گرفت.
موارد مؤثر بر بایپس فکتور:
- هندسه و آرایش فینها: نوع فین (صاف، پرهدار، موجدار)، فاصله بین فینها (پِراینچ)، و چیدمان تیوبها بر مسیر جریان هوا و تمایل به عبور بدون تماس مؤثر تأثیر میگذارند.
- سرعت و توزیع جریان هوا: در سرعتهای بسیار بالا احتمال تشکیل جریانهای گذرا و جداشده افزایش یافته و بایپس ممکن است بیشتر شود؛ همچنین ورودی نامتوازن هوا به کویل (مثلاً جریان غیر یکنواخت از فلنچ یا کانال نامناسب) بایپس را تشدید میکند.
- پروفیل فشار و افت فشار: اگر افت فشار داخل شبکه فین-تیوب بالا باشد، جریان هوا تمایل خواهد داشت مسیرهای کممقاومتتر (بایپس) را انتخاب کند؛ کنترل افت فشار با طراحی مناسب میتواند بایپس را کاهش دهد.
- آلودگی و گرفتگی فینها: گرد و غبار یا رسوبات سطح فین را میپوشانند و مسیرهای مؤثر تبادل حرارت را مسدود میکنند؛ این شرایط باعث میشود جریان هوا از بین فینها عبور نکرده و بایپس افزایش یابد.
- نسبت ابعاد هندسی کویل: نسبت ارتفاع به عمق کویل، طول مسیر تیوبها و تعداد ردیفهای تیوب بر الگوی جریان و بایپس اثرگذارند.
- شرایط دمایی و خواص هوا: اختلاف دما و چگالی هوا میتواند الگوهای جریان را تغییر دهد، بهویژه وقتی طبیعی و اجباری ترکیب میشود.
نتیجهگیری:
بایپس فکتور پارامتری کلیدی برای ارزیابی عملکرد کویل فین-تیوب است. با تحلیل و بهینهسازی هندسه، توزیع جریان و نگهداری منظم میتوان بایپس را کاهش داد، کارایی انتقال حرارت را بهبود بخشید و مصرف انرژی را پایین آورد. برای محاسبهٔ دقیقتر معمولاً از آزمایشهای آزمایشگاهی یا شبیهسازی جریان سیال محاسباتی (CFD) همراه با معیارهای تجربی استفاده میشود.
