حاسبات المبادلات الحرارية
DryCooler: طرح الحرارة من الماء والغليكول
استخدم حسابات Flat وVShape الحالية، وأدخل ظروف الهواء والسائل، وافهم الاقتراب من حرارة الجو وفواقد الضغط وحدود مخرجات المراوح والتصنيع.
تاريخ المراجعة
1. ما الذي يحسبه الإصدار الحالي؟
يقيّم DryCooler ملف أنابيب مزعنفة يطرح الحرارة من ماء ساخن أو خليط ماء/غليكول إلى الهواء المحيط الداخل. الترتيبان المتاحان هما Flat (بنك واحد) وVShape (بنكان متماثلان على التوازي). هذا طرح جاف للحرارة المحسوسة: يعطي المحرك الحالي قدرة كامنة صفراً ولا يحدث تكاثف، وليس وضع تشغيل رطباً أو تبخيرياً أو أديباتياً.
تنفذ الحاسبة تقييم أداء لهندسة محددة: تحدد الهندسة وظروف الدخول والتدفقات القدرة ودرجة خروج السائل الفعلية. رغم وجود حقل لدرجة خروج السائل في النموذج، لا يستخدمه مسار الحساب الحالي لفرض هدف أو لتغيير حجم الملف تلقائياً. لا يوجد اختيار متاح بين التحجيم وتقييم الأداء. قارن الخروج المحسوب بمتطلباتك ثم عدّل المدخلات بنفسك.
2. تسلسل عملي للحساب
- افتح /dry-cooler وتحقق من تفضيلات الوحدات العامة قبل إدخال البيانات. اختر Flat أو VShape؛ وأدخل في VShape الزاوية الداخلية بين البنكين.
- أدخل البصيلة الجافة المحيطة التصميمية والرطوبة النسبية وارتفاع التركيب. اختر سرعة الوجه أو التدفق الحجمي للهواء ثم أدخل القيمة النشطة.
- اختر Pure Water أو Ethylene Glycol (EG) أو Propylene Glycol (PG). للخليط، أدخل التركيز الكتلي وحرارة الدخول الساخنة والتدفق الكتلي أو الحجمي للسائل.
- اضبط نمط الأنابيب والمواد وعدد الأنابيب في الصف والعرض وعدد الصفوف وكثافة/نوع الزعانف. راجع الارتفاع المزعنَف ومساحة الوجه المحسوبين. حدد الدوائر وراجع توزيعها الفعلي عند إتاحته.
- أدخل قيماً مبررة للمعايرة والاتساخ، ثم احسب واقرأ النتائج وجميع الملاحظات. افحص معاً الخروج الفعلي وطرح الحرارة وفواقد الضغط وسرعة السائل ونظام الجريان والتقارب وهامش التجمد.
- غيّر متغير تصميم واحداً كل مرة وأعد الحساب. تعديل المدخلات يبطل النتائج غير المطابقة؛ لا تستخدم نتيجة قديمة لهندسة أو تدفق متغيرين. احفظ أو صدّر فقط بعد حساب محدث ووفق صلاحيات الخطة.
3. مدخلات الهواء والوحدات والاقتراب من الجو
الاقتراب من الجو هو درجة خروج السائل المحسوبة ناقص البصيلة الجافة للهواء الداخل. إنه فرق حرارة: استخدم K أو وحدة الفروق المختارة، وليس تحويل درجة حرارة مطلقة. مع تضاؤل الاقتراب قد تتناقص فائدة إضافة المساحة؛ ولا يضمن اقتراب أصغر زيادة القدرة لملف لم يتغير.
استخدم أسوأ ظروف السحب ذات الصلة بالمتطلبات، وأعد حساب الظروف المحيطة الأخرى منفصلة. لا تحاكي الحاسبة إعادة تدوير الهواء في الموقع أو سجلات الطقس أو تسلسل التحكم. قيمة المعايرة القديمة approach_K مهجورة ويتجاهلها محرك v2؛ وليست تحكماً بدرجة الخروج.
| المدخل | المعنى والوحدات |
|---|---|
| درجة البصيلة الجافة | حرارة الهواء الداخل فعلياً إلى الملف، لا حرارة محطة الأرصاد إذا سخنت إعادة التدوير هواء السحب. استخدم الوحدة المحددة مثل °C أو °F. |
| الرطوبة النسبية | أدخل 0–100% في الواجهة؛ يتلقى المحرك كسراً من 0–1. تدخل الرطوبة في خواص الهواء، ولا تعني تبريداً تبخيرياً. |
| الارتفاع | ارتفاع التركيب وفق الوحدة المختارة، مثل m. يُشتق منه الضغط الجوي وكثافة الهواء؛ ويشترط مخطط الطلب ارتفاعاً غير سالب. |
| طريقة إدخال تدفق الهواء | اختر Face Velocity (مثل m/s) أو Volumetric Flow (مثل m³/h). تُرسل الطريقة المختارة فقط بوصفها شرط التدفق. |
4. تدفق السائل والغليكول والتجمد
السوائل المدعومة هي الماء النقي وخليطا EG/ماء وPG/ماء. تركيز الغليكول نسبة كتلية لا حجمية. يعرض حقل الخليط حدود 5–60%؛ ويقبل مخطط الطلب 0–60%. استخدم تركيزاً يؤيده المورد للتطبيق الفعلي؛ الزيوت وسوائل القطع وسوائل العمليات العشوائية ليست خيارات متاحة.
اختر التدفق الكتلي (مثل kg/h) أو الحجمي (مثل L/s أو m³/h)، ولا تعاملهما كحملين منفصلين. يحوّل المحرك الحراري التدفق الحجمي باستخدام كثافة دخول السائل المختار ويقيّم خواصه التابعة للحرارة والتركيز. حرارة الدخول الساخنة هي التي تقود تقييم الأداء؛ ودرجة الخروج المدخلة ليست نتيجة مضمونة.
تغيير نوع الغليكول أو تركيزه يغير الحرارة النوعية واللزوجة والموصلية والكثافة وانتقال الحرارة والفواقد الهيدروليكية. أعد الحساب بدلاً من تطبيق نسب ثابتة لخفض القدرة أو زيادة فقد الضغط. نقطة التجمد وهامش الخروج مؤشرات فحص أولي، وليسا تصميماً للحماية أثناء التوقف أو الركود أو التعرض الخارجي. تحقق مستقلاً من بيانات المورد وجميع حالات التشغيل.
5. الهندسة والدوائر والمعايرة
يوفر نمط الأنابيب القطر وسماكة الجدار وخطوات التباعد. يحدد عدد الأنابيب بالصف والخطوة العرضية الارتفاع المزعنَف N × Pt؛ والعرض هو طول الأنبوب الفعال. الصفوف تمتد باتجاه العمق. تُخزّن كثافة الزعانف بوحدة FPI (زعانف/بوصة)، حتى إذا عرض التحكم تمثيلاً آخر مدعوماً. العدد الفعلي للأنابيب يحدد المساحة الحرارية؛ لا تضف سماحات الغلاف لتوليد مساحة تبادل إضافية.
تحدد الدوائر مسارات السائل المتوازية، وبالتالي سرعة الأنبوب وانتقال الحرارة وفقد الضغط. توفر الشبكة الحالية معلومات المسار المشتقة عندما تكون صالحة. يمنع تكوين الدوائر غير الصالح الحساب ويوجه الانتباه إلى الدوائر. لا يضاعف حقل passes طول المسار مرة أخرى: يشتقه المحرك من الأنابيب لكل دائرة × طول الأنبوب.
يعدل C_air وC_fluid معاملات انتقال الحرارة؛ استخدمهما فقط على أساس معايرة مبرر. مقاومات الاتساخ الصريحة لجانبي الهواء والسائل تستخدم وحدات قائمة على المساحة مثل m²·K/W. يقلل سوء التوزيع وعوامل الاتساخ المجمعة القديمة المساحة الفعالة مع الحفاظ على تدفق السائل. لا تضبطها فقط لإجبار درجة خروج مرغوبة.
يمكن اختيار Plain وWavy وLouver وSlit، لكن انتقال الحرارة الهوائي للزعانف غير المستوية يستخدم علاقة Wang–Chi للزعانف المستوية مضروبة بعامل تعزيز تجريبي، لا علاقة مثبتة مستقلة لكل تصميم زعانف.
6. VShape: قيم البنك الواحد والقيم الكلية
يمثل VShape بنكين متماثلين بالضبط، لكل منهما هندسة البنك المدخلة وتوزيع سائل متساوٍ على التوازي. الزاوية الداخلية المسموحة 30–90°. ليس نموذجاً عاماً لبنوك متعددة أو غير متساوية أو موصولة على التوالي.
عند اختيار Volumetric Flow للهواء أدخل التدفق الكلي للبنكين؛ يحصل كل بنك على النصف. وعند اختيار Face Velocity أدخل السرعة العمودية على وجه كل بنك؛ لا يضرب المحرك الحالي هذه السرعة في cos(الزاوية/2) ليتخلص من جزء من الهواء. تلميح جيب التمام في الواجهة ليس تخفيضاً تطبقه يدوياً. تدفق السائل أيضاً هو إجمالي التجميعة ويقسم بالتساوي بين البنكين.
يجمع طرح الحرارة الكلي ومساحة الوجه والمساحات الخارجية/الداخلية وعدد الأنابيب كلا البنكين. حالات الخروج وفقد ضغط السائل تخص فرعاً متوازياً واحداً ولا تتضاعف. فقد ضغط الهواء هو فقد ملف واحد مع الفقد الإضافي لانعطاف/تقارب الهواء عند مدخل V، وليس فقد ملفين على التوالي. تميز نتائج VShape القيم لكل ملف وفقد الهواء الكلي.
يخفض تصحيح توزيع الهواء المعتمد على الزاوية المساحة الفعالة؛ وهو افتراض هندسي تجريبي لم يُثبت ببيانات اختبار ExCoil. ارتفاع التجميعة وعمقها إسقاطات هندسية لحزمة الزعانف. الوزن تقريبي ويفترض أنابيب نحاسية وزعانف ألمنيوم وغلافاً/دعماً فولاذياً مبسطاً؛ وليس وزن رفع معتمداً بحسب المواد ولا حيز تركيب كاملاً.
7. قراءة النتائج وتشخيص المشكلات
- القدرة هي الحرارة المسحوبة من السائل والمسلّمة إلى الهواء كحرارة محسوسة. راجع خروج السائل المحسوب وΔT مع خروج الهواء والفعالية وLMTD وUA/معاملات الانتقال وΔP للهواء والسائل والسرعات. تتبع الوحدات المعروضة التفضيلات؛ وتتضمن الوحدات الداخلية W وPa وkPa لفقد ضغط السائل.
- انخفاض متبقي ميزان الطاقة يدل على الاتساق العددي للتبادلات المحسوبة، لا على إثبات مستقل للدقة الفيزيائية أو تحقق مختبري. اقرأ علامة التقارب وجميع الملاحظات حتى لو كان مؤشر اللوحة أخضر.
- إذا لم تكفِ القدرة، فتحقق أولاً من هواء الدخول الفعلي ونوع/تركيز السائل ووحدات التدفق ومدخل الهواء النشط والهندسة الفعلية. قارن تغييرات المساحة وتدفق الهواء والدوائر بكلا فقدي الضغط؛ إدخال هدف للخروج وحده لا يغير تقييم الأداء.
- قد تخفض سرعة السائل المنخفضة والجريان الصفحي أو الانتقالي انتقال الحرارة أو تزيد عدم اليقين. وقد ترفع السرعة العالية مخاطر التآكل وفقد الضغط. راجع التحذيرات المحددة قبل تغيير الدوائر أو التدفق، وأعد فحص التصميم الهيدروليكي الكامل.
- النتيجة غير المتقاربة أو تحذير التجمد أو طوبولوجيا غير صالحة ليست شروطاً مقبولة لاعتماد التصميم. صحح المدخلات وأعد الحساب؛ النتائج الفارغة تتطلب حساباً، لا تصدير بيانات قديمة.
8. قدرة المراوح وحدود النظام
تقبل الحاسبة تدفق هواء أو سرعة وجه مفروضين وتعرض فقد الضغط الهوائي. لا تختار مروحة، ولا تحل نقطة التشغيل على منحنى المروحة، ولا تقبل كفاءة المحرك/المروحة ولا تحسب قدرة كهربائية متحققاً منها. لا توجد في نموذج DryCooler الحالي أوضاع متاحة لعدد المراوح أو التحكم بالسرعة أو الاختيار الصوتي.
لتقييم المروحة بشكل منفصل، قدرة الهواء هي التدفق × ارتفاع الضغط بوحدات متسقة؛ وتعتمد القدرة الكهربائية أيضاً على كفاءات المروحة والمحرك ووحدة القيادة الفعلية. استخدم مقاومة النظام الكاملة لا ΔP الملف وحدها. في VShape ميّز بين تدفق التجميعة الكلي وتدفق كل بنك، واستخدم فقد الهواء الكلي المتضمن التقارب. لا تجمع فقدي الملفين المتوازيين كأنهما على التوالي.
تحتاج الحواجز والريش والقنوات وصناديق الهواء والضغط الساكن الخارجي وتأثيرات التركيب ومقاومة الحالة المتسخة إلى تقييم منفصل عند انطباقها. كذلك لا يمثل ΔP السائل اختيار نظام المضخة والأنابيب الكامل. لا ينتج عن الحساب الحراري استهلاك طاقة سنوي أو تصنيف صوتي أو ضمان مروحة أو اعتماد إنشائي/وفق كود ضغط.
9. الخطط والتقارير والتسليم الهندسي
تستخدم Free محرك DryCooler نفسه ضمن حدود الاستخدام المطبقة، لكنها لا تشمل الحفظ أو التصدير. تضيف Professional حفظ المشاريع وتقارير الأداء/تصدير البيانات وعروض 2D عامة بسيطة. تضيف Enterprise عرض 3D عاماً وأدوات الدفعات. رسومات التصنيع التفصيلية وأدوات الإنتاج وملفات CAD التصنيعية مثل DXF وSTL وSTEP حصرية لـ Manufacturer؛ العرض العام ليس تصريح تصنيع.
تعتمد فصول Full Report على الخطة وبيانات الحساب المتاحة: لدى Professional الأداء والأبعاد البسيطة؛ ويمكن أن تتضمن Enterprise التكلفة عند توافر بيانات BOM فعلية؛ ويمكن أن تتضمن Manufacturer التجميع والدوائر والمجمعات والتكلفة والتصنيع عند وجود بياناتها. لا يُنشأ فصل مفقود تلقائياً. التكلفة تقدير لا عرض سعر؛ وملفات CAD تسليمات منفصلة لا نماذج STEP/DXF مضمنة في PDF.
تتوفر REST لـ Enterprise وManufacturer؛ أما MCP فحصرية لـ Manufacturer ومنفصلة عن REST. راجع وثائق التكامل للحسابات والمصادقة المدعومة، ولا تفترض أن كل تكامل يتيح جميع مسارات DryCooler.
