يُعد تحسين الأداء الحراريّ للمبادلات الحرارية هدفاً استراتيجيّاً في العديد من التطبيقات الهندسيّة، خاصّة في ظلّ الحاجة المتزايدة إلى حلول مبتكرة للحفاظ على الطّاقة التي تقلّل من استهلاك الوقود الأحفوري والتأثيرات البيئيّة المصاحبة.
في هذا السياق أُجرِيَ بحث علمي في كليّة الهندسة الميكانيكيّة والكهربائيّة تحت عنوان ( تأثير الزّعانف الدبّوسيّة على الخصائص الحراريّة والهيدروليكيّة للأنبوب ذي الزّعانف) بهدف دراسة تحليل تأثير اختلاف أشكال الزّعانف (دائريّة وأخرى ذات شكل قطرة) على الخصائص الحراريّة والهيدروليكيّة لأنابيب المبادلات الحراريّة.
استخدمت الدراسة تحليلاً مفصّلاً باستخدام مناهج عدديّة وتجريبيّة ضمن نطاق واسع من أرقام رينولدز (7030-35170)، حيث تم مقارنة الأنابيب المجهّزة بهذه الزّعانف بأنابيب ملساء.
وأَظهَرَت نتائج الدراسة أن استخدام زعانف دبّوسيّة ذات شكل قطرة يحقّق تحسينات ملحوظة في الأداء الحراريّ والهيدروليكيّ للمبادلات الحراريّة مقارنة بالأنابيب ذات الزّعانف الدّائريّة والأنابيب الملساء، حيث تبيّن أن الزّعانف ذات شكل قطرة تسهم في زيادة متوسط رقم نوسلت، مما يعزز من انتقال الحرارة بنسبة كبيرة تصل إلى 93% مقارنة بالأنابيب الملساء، كما تَبَيَّنَ أن الأنابيب ذات الزّعانف الدّبوسيّة على شكل قطرة تملك معامل احتكاك منخفض بنسبة تصل إلى 8٪ مقارنةً بنظيرتها ذات الزّعانف الدّائريّة ، مما يؤدّي إلى تقليل استهلاك الطّاقة التّشغيليّة، وهو عامل حاسم في تحسين كفاءة الأنظمة الحراريّة.
كما أبرزت الدراسة أنّ الأنابيب المزوّدة بزعانف انسيابية ذات شكل قطرة، وأخرى دائريّة تملك كفاءةً أعلى مقارنةً بالأنابيب الملساء بنسبةٍ تراوحت بين
(3% - 55%) للزّعانف ذات شكل قطرة، و بين (7% - 37%) للزعانف الدّائريّة بالنسبة لمجال رينولدز المدروس.
وبنتيجة الدراسة تم تطوير معادلات عامّة لحساب رقم نوسلت، ومعامل الاحتكاك، والفعّاليّة للأنابيب ذات الزّعانف الدبّوسيّة ممّا يشّكل مرجعاً هامّاً يساعد الباحثين والمصمّمين في تطوير مبادلات حراريّة ذات أنابيب مزوّدة بزعانف دبّوسيّة بخصائص مُحَسَّنَة، في تصميم أنظمة طاقة أكثرُ استدامة وكفاءة.
Damascus University @ 2025 by SyrianMonster | All Rights Reserved