प्लेट और स्पाइरल फिन हीट एक्सचेंजर्स के बीच अंतर

यह लंबे समय से सोचा गया था कि सर्पिल फिन डिज़ाइन उन वातावरणों में उपयोग के लिए एकमात्र विकल्प था जो भारी सामग्री, लंबे जीवन काल और समग्र मजबूती की मांग करते थे। प्लेट फिन कॉइल्स को कई औद्योगिक अनुप्रयोगों की कठोरता के लिए बहुत नाजुक माना जाता था। लेकिन पिछले कुछ दशकों में, औद्योगिक अनुप्रयोगों में प्लेट फिन स्टाइल हीट एक्सचेंजर्स का इस्तेमाल आम हो गया है।

इसका मतलब यह नहीं है कि प्लेट फिन कॉइल्स ने सर्पिल फिन की जगह ले ली है। अभी भी असंख्य अनुप्रयोग हैं जहां सर्पिल फिन कॉइल सबसे अच्छा विकल्प हैं, लेकिन नई प्रक्रियाएं जो पंखों के भारी गेज जैसी चीजों की अनुमति देती हैं, इसका मतलब है कि प्लेट फिन विकल्प उन अनुप्रयोगों के लिए अधिक लोकप्रिय हो गए हैं जहां पहले केवल सर्पिल फिन निर्माण पर विचार किया जाता था।

इस पोस्ट में, हम दोनों प्रकार के हीट एक्सचेंजर्स पर चर्चा करेंगे - उनके निर्माण के बारे में कुछ विवरण, और प्रत्येक के फायदे।

प्लेट फिन हीट एक्सचेंजर में, ट्यूबों को धात्विक "फिन्स" की एक श्रृंखला के माध्यम से डाला जाता है। ये पंख (0.004" से 0.032") धातु - उदाहरण के लिए तांबा या एल्यूमीनियम - के एक सतत रोल का उपयोग करके बनाए जाते हैं, जिसे एक प्रेस के माध्यम से खिलाया जाता है जो ट्यूबों के लिए छेद करता है और शीट को आकार में काट देता है। इसे पूरा करने के लिए, प्रेस कई अलग-अलग प्रकार के डाई का उपयोग करते हैं, जो प्रति इंच पंख (एफपीआई), ट्यूब से ट्यूब रिक्ति और ट्यूब व्यास के परिवर्तनीय विन्यास की अनुमति देते हैं।

फिर, पंखों के माध्यम से ट्यूबें डाली जाती हैं। इसके बाद, ट्यूबों और पंखों के बीच गर्मी हस्तांतरण को अधिकतम करने के लिए फिन पैक के भीतर एक सुरक्षित बंधन बनाने के लिए ट्यूबों का विस्तार किया जाता है। इसे या तो यांत्रिक प्रक्रिया के माध्यम से या दबावयुक्त पानी का उपयोग करके पूरा किया जा सकता है।

1. सामग्री के विभिन्न विकल्प: प्लेट फिन कॉइल में, पंख किसी भी संख्या में सामग्री से बनाए जा सकते हैं। कुछ लोकप्रिय उदाहरण तांबा, एल्यूमीनियम, कार्बन स्टील और स्टेनलेस स्टील हैं, जिनमें तांबा-निकल जैसी सामग्रियां कम आम हैं लेकिन अनसुनी नहीं हैं।

2. फिन सतह विन्यास संभावनाओं की विविधता: फिन को विभिन्न प्रकार के पैटर्न और संवर्द्धन का उपयोग करके बनाया जा सकता है जो वायु अशांति को बढ़ाने या कॉइल को साफ करने में आसान बनाने जैसे अन्य कार्य करते हैं। कुछ लोकप्रिय फिन सतहें हैं:

नालीदार पंख

साइन वेव फिन

उठा हुआ लांस फिन

लौवरेड पंख

3. हीट ट्रांसफर प्रदर्शन: प्लेट फिन कॉइल बड़े माध्यमिक सतह क्षेत्र के कारण सर्पिल लिपटे पंखों द्वारा प्रदान की गई तुलना में वायु पक्ष पर बेहतर गर्मी हस्तांतरण गुणांक प्रदान कर सकता है, जिसका अर्थ है कि ऊर्जा को कॉइल के माध्यम से अधिक कुशलता से स्थानांतरित किया जाता है।

4. फिन घनत्व परिवर्तनशीलता: प्लेट फिन हीट एक्सचेंजर्स का डिज़ाइन 1 से 25 एफपीआई की विशिष्ट सीमा के साथ, फिन घनत्व की एक विस्तृत श्रृंखला की अनुमति देता है। मानक सर्पिल लपेटे हुए पंखों वाले कॉइल इस क्षेत्र में अधिक सीमित होते हैं, 4 से 13 एफपीआई एक विशिष्ट सीमा होती है, लेकिन बहुत कम पंख की ऊंचाई वाले कुछ सर्पिल लपेटे हुए पंख कहीं अधिक अधिक एफपीआई प्राप्त कर सकते हैं।

सर्पिल पंख

इसे हेलिकल फिन डिज़ाइन भी कहा जाता है, सर्पिल लपेटे हुए पंख अनिवार्य रूप से बस ऐसे ही होते हैं - एक ट्यूब के चारों ओर लपेटा हुआ हेलिक्स-आकार का पंख। प्लेट फिन डिज़ाइन के विपरीत, जिसमें एक सामान्य फिन से गुजरने वाली कई ट्यूब शामिल होती हैं, सर्पिल लिपटे पंखों में प्रत्येक ट्यूब को उसकी पूरी लंबाई के लिए सर्पिल पंखों से घिरा होना शामिल होता है।

लाभ

1. आसान प्रतिस्थापन की संभावना: प्लेट फिन डिज़ाइनों के विपरीत, जहां अलग-अलग घटकों को हटाना और बदलना पूरे कॉइल को बदलने की तुलना में कम किफायती हो सकता है, कुछ सर्पिल लिपटे डिज़ाइन ट्यूबों को आसानी से बदलने की अनुमति देते हैं, यदि कोई क्षतिग्रस्त हो जाता है। 

2. बहुत अच्छा फिन-टू-ट्यूब संपर्क और बंधन (विशेष रूप से एम्बेडेड फिन विधि का उपयोग करते समय): सर्पिल लिपटे फिनड ट्यूब बनाने के लिए कुछ अलग-अलग तरीकों का उपयोग किया जाता है। एम्बेडेड फिन विधि सर्वोत्तम फिन-टू-ट्यूब बॉन्ड बनाती है, और इसका उपयोग उच्च तापमान पर किया जा सकता है, जबकि किनारे-घाव और एल-फुट विकल्प कम तापमान अनुप्रयोगों के लिए बेहतर अनुकूल हैं।

• किनारे का घाव - फिन सामग्री की एक पट्टी को लंबवत अभिविन्यास में ट्यूब पर घाव किया जाता है, जिससे ट्यूब की लंबाई के साथ एक सतत सर्पिल फिन बनता है। फिन और ट्यूब तनाव से जुड़े हुए हैं।

• रैप-ऑन या "एल" - फ़ुटेड - फिन सामग्री की एक पट्टी को ट्यूब पर इस तरह से लगाया जाता है कि फिन स्ट्रिप का हिस्सा 90 डिग्री झुकता है और ट्यूब के समानांतर लेट जाता है, जिससे एक "फ़ुट" बनता है। यह पैर ट्यूब के साथ फिन संपर्क क्षेत्र को बढ़ाता है, जिससे अतिरिक्त गर्मी हस्तांतरण होता है। यह विधि भी तनाव बंधन पर निर्भर करती है।

• एंबेडेड: इस विधि के लिए, ट्यूब की सतह पर एक नाली खोदी जाती है और पंख की पट्टी को नाली में लपेट दिया जाता है। फिन को उसकी जगह पर लॉक करने के लिए खांचे के किनारों को फिन के किनारे पर पीछे की ओर धकेला जाता है। यह विधि ट्यूब सामग्री को स्वयं फिन के साथ बंधन बनाती है, एक बंधन जो उच्च तापमान अनुप्रयोगों में भी बनाए रखा जाता है।

3. उच्च तापमान पर अधिक सामग्री विकल्प: ऐसे अनुप्रयोग के लिए जिसमें हवा का तापमान 400 और 700° F के बीच होता है, एल्यूमीनियम और स्टील से बने सर्पिल लपेटे हुए पंख संभव हैं, जबकि ऐसे तापमान पर काम करते समय प्लेट फिन कॉइल को स्टील के पंखों और ट्यूबों का उपयोग करके बनाया जाना चाहिए।