ເຄື່ອງແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນໃນອຸນຫະພູມສູງ: ການອອກແບບນະວັດຕະກໍາຂອງ Prandtl ບັນລຸການແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ.

ການບັນລຸປະສິດທິຜົນຂອງການແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງແມ່ນສິ່ງທ້າທາຍຫນຶ່ງຂອງຂະແຫນງອຸດສາຫະກໍາຫຼາຍ. ເພື່ອແກ້ໄຂບັນຫານີ້, Prandtl ໄດ້ນໍາສະເຫນີນະວັດຕະກໍາເຄື່ອງແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນປະເພດອາຍແກັສກັບອາຍແກັສທີ່ຖືກອອກແບບມາເພື່ອປະຕິບັດການແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນທີ່ມີປະສິດທິພາບພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ. ບົດຄວາມນີ້ຈະແນະນໍາຫຼັກການການອອກແບບ, ຄຸນນະສົມບັດ, ແລະຂໍ້ໄດ້ປຽບຂອງເຄື່ອງແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນນີ້ໃນການນໍາໃຊ້ອຸດສາຫະກໍາ.

ເຄື່ອງແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນຂອງອາຍແກັສເປັນປະເພດແຜ່ນແມ່ນອຸປະກອນທີ່ໂອນຄວາມຮ້ອນລະຫວ່າງກ໊າຊໂດຍໃຊ້ເທກໂນໂລຍີການແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນຂອງແຜ່ນ. ການອອກແບບນະວັດຕະກໍາຂອງ Prandtl ກໍ່ສ້າງຢູ່ໃນເຄື່ອງແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນແບບດັ້ງເດີມ, ດັດແປງໃຫ້ເຂົາເຈົ້າເພື່ອຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການຂອງການແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ. ການອອກແບບດັ່ງກ່າວໄດ້ນໍາໃຊ້ແຜ່ນທີ່ເຮັດດ້ວຍວັດສະດຸທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງທີ່ສາມາດທົນທານຕໍ່ການກັດກ່ອນແລະການສວມໃສ່ໃນສະພາບແວດລ້ອມຄວາມຮ້ອນທີ່ຮຸນແຮງ, ໃນຂະນະທີ່ຍັງສະຫນອງປະສິດທິພາບການໂອນຄວາມຮ້ອນສູງ.

ຫຼັກການການອອກແບບຂອງເຄື່ອງແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນທີ່ມີຄວາມຮ້ອນສູງນີ້ແມ່ນອີງໃສ່ການນໍາໃຊ້ປະສົມປະສານຂອງການຖ່າຍທອດຄວາມຮ້ອນ convective ແລະ radiation ຄວາມຮ້ອນ. ໂດຍການເພີ່ມປະສິດທິພາບໂຄງສ້າງແລະຮູບແບບຂອງແຜ່ນ, ການແລກປ່ຽນສ້າງເສັ້ນທາງການໄຫຼຂອງອາຍແກັສທີ່ສັບສົນພາຍໃນ, ເຊິ່ງເພີ່ມປະສິດທິພາບການຖ່າຍທອດຄວາມຮ້ອນ. ນອກຈາກນັ້ນ, ການເຄືອບພິເສດຢູ່ເທິງພື້ນຜິວຂອງແຜ່ນມີປະສິດຕິຜົນດູດຊຶມແລະ radiates ພະລັງງານຄວາມຮ້ອນ, ເສີມຂະຫຍາຍການປະຕິບັດການແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນ.

ເມື່ອປຽບທຽບກັບເຄື່ອງແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນແບບດັ້ງເດີມ, ເຄື່ອງແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນທີ່ມີຄວາມຮ້ອນສູງຂອງ Prandtl ສະເຫນີຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ແຕກຕ່າງກັນຫຼາຍ. ຫນ້າທໍາອິດ, ການນໍາໃຊ້ວັດສະດຸທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງແລະການເຄືອບພິເສດຮັບປະກັນການດໍາເນີນງານທີ່ຫມັ້ນຄົງໃນຄວາມຮ້ອນທີ່ຮຸນແຮງ, ສະຫນອງຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືແລະອາຍຸຍືນ. ອັນທີສອງ, ໂຄງສ້າງຂອງແຜ່ນແລະຮູບແບບທີ່ເຫມາະສົມຊ່ວຍໃຫ້ປະສິດທິພາບການໂອນຄວາມຮ້ອນສູງຂຶ້ນໃນພື້ນທີ່ຫນາແຫນ້ນ, ຫຼຸດຜ່ອນຮອຍຂອງອຸປະກອນ. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, Prandtl ຍັງໃຫ້ບໍລິການອອກແບບແລະການຜະລິດທີ່ກໍາຫນົດເອງເພື່ອຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການສະເພາະຂອງອຸດສາຫະກໍາຕ່າງໆ.

ໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກອຸດສາຫະກໍາ, ເຄື່ອງແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນຂອງ Prandtl ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນຂະແຫນງການເຊັ່ນ: ປິໂຕເຄມີ, ໂລຫະ, ແລະການຜະລິດພະລັງງານ. ຕົວຢ່າງ, ໃນຂະບວນການປັບປຸງ, ເຄື່ອງແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນເຫຼົ່ານີ້ຟື້ນຕົວແລະນໍາໃຊ້ພະລັງງານຄວາມຮ້ອນຄືນໃຫມ່, ຫຼຸດຜ່ອນການໃຊ້ພະລັງງານ. ໃນອຸດສາຫະກໍາໂລຫະ, ພວກເຂົາເຈົ້າສ້າງຄວາມສະດວກໃນການແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນລະຫວ່າງອາຍແກັສ flue ອຸນຫະພູມສູງແລະອາກາດ, ປັບປຸງປະສິດທິພາບການເຜົາໃຫມ້ຂອງ furnaces ລະເບີດ. ໃນອຸດສາຫະກໍາການຜະລິດໄຟຟ້າ, ເຄື່ອງແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນເຫຼົ່ານີ້ຟື້ນຟູຄວາມຮ້ອນຂອງສິ່ງເສດເຫຼືອຈາກໂຮງງານໄຟຟ້າຖ່ານຫີນ, ເພີ່ມປະສິດທິພາບການຜະລິດໄຟຟ້າ.

ສະຫຼຸບແລ້ວ, ການອອກແບບປະດິດສ້າງຂອງ Prandtl ບັນລຸການແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ. ເຄື່ອງແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນຂອງອາຍແກັສເປັນປະເພດແຜ່ນ, ທີ່ມີໂຄງສ້າງແລະວັດສະດຸທີ່ດີທີ່ສຸດ, ເຮັດວຽກທີ່ມີຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງແລະສະຫນອງປະສິດທິພາບການຖ່າຍທອດຄວາມຮ້ອນທີ່ດີກວ່າ. ເຄື່ອງແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນທີ່ມີຄວາມຮ້ອນສູງນີ້ດີເລີດໃນການນໍາໃຊ້ອຸດສາຫະກໍາ, ສະຫນອງການແກ້ໄຂຄວາມຮ້ອນທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້ໃນທົ່ວອຸດສາຫະກໍາຕ່າງໆ.