به عنوان یک دستگاه تبادل گرما بسیار کارآمد ، ساختار مارپیچی منحصر به فرد مبدل حرارتی مارپیچ نه تنها راندمان انتقال حرارت را بهینه می کند بلکه به طور قابل توجهی بر خصوصیات جریان تأثیر می گذارد (مانند ویژگی های جریان سیال ، افت فشار و رفتار انتقال جرم). مطالعه خواص جریان آن برای طراحی بهینه شده در کاربردهای صنعتی بسیار مهم است.
با توجه به جریان سیال ، کانال مارپیچی یک مبدل حرارتی مارپیچی مایعات را مجبور به دنبال یک مسیر مارپیچ می کند و باعث ایجاد جریان و تلاطم ثانویه قوی می شود. این الگوی جریان باعث مخلوط کردن مایعات می شود ، ضخامت لایه مرزی را کاهش می دهد و در نتیجه ضرایب انتقال حرارت را بهبود می بخشد. در مقایسه با مبدل های حرارتی لوله-} و - ، ساختار مارپیچ به طور موثری مقاومت به جریان را کاهش می دهد ، به خصوص هنگام کار با مایعات ویسکوزیته بالا {4}. علاوه بر این ، تداوم کانال مارپیچی مناطق مرده را کاهش می دهد ، خطر رسوب را کاهش می دهد و عمر تجهیزات را گسترش می دهد.
افت فشار یک پارامتر اصلی در خصوصیات جریان است. افت فشار یک مبدل حرارتی مارپیچی در درجه اول تحت تأثیر قطر مارپیچ ، عرض کانال و سرعت جریان سیال است. در حالی که مسیر مارپیچ گسترده منجر به یک مسیر جریان طولانی تر از یک لوله مستقیم می شود ، افت فشار کلی به لطف جریان ثانویه پیشرفته ، پایین تر از حد انتظار می ماند. تحقیقات نشان داده است که در همان شرایط انتقال حرارت ، مبدل های حرارتی مارپیچ به طور معمول افت فشار کمتری نسبت به پوسته- و- مبدل های حرارتی لوله دارند که به کاهش پمپاژ مصرف انرژی و بهبود اقتصاد سیستم کمک می کند.
از نظر انتقال جرم ، ساختار مارپیچی مخلوط کردن یکنواخت بین مایعات را ترویج می کند ، و آن را برای گاز - مایعات یا مایع {1} fromes فرآیندهای انتقال جرم مایع مناسب می کند. به عنوان مثال ، در تولید شیمیایی ، از مبدل های حرارتی مارپیچ می توان برای گرم کردن یا واکنش دهنده های خنک در حالی که باعث افزایش راندمان انتقال جرم بین قطعات می شود ، استفاده شود. خصوصیات تدارکات بهینه شده آنها منجر به کاربرد گسترده آنها در صنایعی مانند نفت ، داروسازی و فرآوری مواد غذایی شده است.
به طور خلاصه ، خصوصیات تدارکات مبدلهای حرارتی مارپیچی از نظر انتقال حرارت کارآمد ، مقاومت کم و عملکرد عالی انتقال انبوه ، مزایای قابل توجهی به آنها می دهد و آنها را به یک جهت اصلی توسعه در فناوری تبادل گرمای صنعتی تبدیل می کند.
