مقایسه مهندسی تیوب‌های مسی 8/5″ با ضخامت‌های دیواره 0.50، 0.63 و 0.70 میلی‌متر

مقایسه مهندسی تیوب‌های مسی 8/5″ با ضخامت‌های دیواره 0.50، 0.63 و 0.70 میلی‌متر در کویل فین‌تیوب آبی با فین‌های آلومینیومی، نقاط کلیدی زیر را دسته‌بندی می کنیم:

1. انتقال حرارت داخلی (کنترل شده توسط هدایت و ضریب انتقال حرارت هیدرودینامیک)

• ضریب انتقال حرارت داخلی (hi): برای همان نرخ جریان حجمی، تیوب‌های نازک‌تر (0.50) به دلیل شعاع داخلی بیشتر اندکی افت فشار کمتر و بازتوزیع جریان متفاوت دارند که ممکن است hi مشابه یا اندکی بالاتر نسبت به تیوب‌های ضخیم‌تر باشد. اما تغییر‌ها معمولاً کم است و بیشتر توسط عدد رینولدز و نوع جریان تعیین می‌شود.
• افت حرارت از داخل به دیواره: دیواره نازک‌تر مقاومت هدایتی کمتری دارد؛ بنابراین افت دمای بین سیال داخلی و سطح خارجی تیوب کمتر است و انتقال حرارت کل (UA) افزایش می‌یابد، به‌خصوص وقتی مقاومت غشایی دیواره غالب باشد.
• نتیجه: 0.50 0.50 mm > 0.63 mm > 0.70 mm از نظر مزیت خالص انتقال حرارت (هجمی) در شرایط مشابه.

  2. انتقال حرارت خارجی (بین سطح تیوب/فین و جریان هوا/آب بیرون)

• ضخامت دیواره تأثیر مستقیم بر هندسه خارجی و پایپینگ فین ندارد (در صورت ثابت بودن قطر خارجی). درصورت ثابت بودن قطر خارجی، ضخامت داخلی تغییر می‌کند و تأثیر خارجی ناچیز است.
• اگر ضخامت بیشتر باعث افزایش قطر خارجی شود، سطح جنبشی افزایش یافته و انتقال خارجی اندکی بهتر می‌شود، اما معمولاً در مقایسه‌های صنعتی قطر خارجی ثابت است.

  3. افت فشار و هیدرولیک

• تیوب نازک‌تر (0.50) برخلاف تصور افت فشار داخلی کمتری دارد (شعاع داخلی بزرگ‌تر)، که به پمپاژ کمتر و صرفه‌جویی انرژی منجر می‌شود.
• تیوب ضخیم‌تر (0.70) شعاع داخلی کوچکتر -> افت فشار بیشتر و نیاز پمپاژ بالاتر.

  4. مقاومت مکانیکی و دوام

• مقاومت فشاری/ضربه: 0.70 0.70 mm > 0.63 mm > 0.50 mm. تیوب‌های ضخیم‌تر در برابر فشار هیدرولیکی، خمش و نصب (خم‌کاری، ثابت‌سازی بین فین‌ها) مقاوم‌ترند.
• مقاومت به خوردگی/خستگی: دیواره ضخیم‌تر عمر مفید بالاتری می‌تواند داشته باشد، بویژه اگر خوردگی وجود داشته باشد (زمان برای سوراخ شدن طولانی‌تر).
• قابلیت جوشکاری/نرمی: دیواره نازک‌تر حساس‌تر به آسیب در عملیات تولید (له‌شدگی هنگام Expansion فین/تیوب) است.

  5. تولید و هزینه

• تیوب نازک‌تر مواد کمتر و هزینه متریال کمتر -> صرفه اقتصادی؛ اما هزینه‌های عملیاتی (تعمیر/تعویض) و عملکرد ممکن است موازنه کند.
• ضخامت‌های بالاتر هزینه مواد و وزن را افزایش می‌دهند.