ہیٹ ایکسچینجر کے آپریشن میں ایک مستحکم بہاؤ کی شرح معمول ہے، لیکن تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ ایک پلسیشن کو سپر امپوز کرنا-ایک تال کی رفتار اور بہاؤ کی سست- نیٹ تھرو پٹ میں اضافہ کیے بغیر حرارت کی منتقلی کو بڑھا سکتا ہے۔ یہ متضاد طریقہ خاص طور پر PTFE ایکسچینجرز کے لیے دلچسپ ہے، جو اپنی کم تھرمل چالکتا کے لیے جانا جاتا ہے۔ ان سسٹمز میں حرارت کی منتقلی کو بڑھانے کے لیے پلسیٹنگ فلو ایک امید افزا تکنیک کے طور پر ابھرا ہے، جو PTFE ہیٹ ایکسچینجرز میں تھرمل کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے ایک ممکنہ حل پیش کرتا ہے۔
PTFE ہیٹ ایکسچینجرز میں پلسٹنگ فلو کا طریقہ کار
دھڑکن کا بہاؤ ٹیوب کے اندر ایک مستحکم تھرمل باؤنڈری پرت کی تشکیل میں خلل ڈالتا ہے، جو روایتی مستحکم بہاؤ کے نظام میں حرارت کی منتقلی کو محدود کرنے والے بنیادی عوامل میں سے ایک ہے۔ وقتاً فوقتاً بہاؤ کو تیز کرنے اور کم کرنے سے، دھڑکن سیال کے اندر اضافی اختلاط پیدا کرتی ہے۔ باؤنڈری پرت کا یہ خلل سیال اور PTFE ٹیوب کی دیواروں کے درمیان زیادہ موثر حرارت کے تبادلے کی اجازت دیتا ہے۔
لیبارٹری کے مطالعے میں، یہ دیکھا گیا ہے کہ دھڑکن کا بہاؤ اوسط بہاؤ کی رفتار کو نمایاں طور پر بڑھائے بغیر حرارت کی منتقلی کے گتانک کو بڑھاتا ہے۔ متواتر دولن ٹیوب کی دیوار کے قریب ٹھہرے ہوئے سیال کو پریشان کر کے حرارت کی منتقلی کی سیال کی صلاحیت کو بڑھانے میں مدد کرتی ہے، جو عام طور پر ایک موصلی رکاوٹ کے طور پر کام کرتی ہے۔ یہ خلل سیال اور دیوار کے درمیان تعامل کو بڑھاتا ہے، اعلی بہاؤ کی شرح کی ضرورت کے بغیر گرمی کی منتقلی کو بہتر بناتا ہے۔
پلسٹنگ فلو میکانزم
دھڑکن کے بہاؤ کے سست ہونے کے مرحلے کے دوران، بھنور بہاؤ میں بہائے جاتے ہیں، جس سے ہنگامہ خیزی پیدا ہوتی ہے جو ٹیوب کی دیوار کو "خراب" کرتی ہے۔ یہ بھنور تھرمل باؤنڈری پرت کو توڑنے میں مدد کرتے ہیں، جس سے سیال کو ٹیوب کی سطح کے ساتھ بہتر رابطہ کرنے کی اجازت ملتی ہے، گرمی کی منتقلی میں اضافہ ہوتا ہے۔
سرعت کے مرحلے کے دوران، سیال کا بنیادی حصہ-عام طور پر زیادہ درجہ حرارت پر-ٹیوب میں دور تک گھس جاتا ہے۔ یہ تازہ، گرم سیال ٹیوب کے ٹھنڈے علاقوں کے ساتھ تعامل کرتا ہے، جس سے تھرمل ایکسچینج میں اضافہ ہوتا ہے۔ یہ دوغلی حرکت PTFE ٹیوب کی سطح پر حرارت کی منتقلی کو مزید فروغ دینے کے لیے بہتر مکسنگ کا باعث بنتی ہے۔
پلسٹنگ فلو کا عملی نفاذ
بہاؤ میں دھڑکن مختلف طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے پیدا کی جا سکتی ہے، جیسے کہ ایک دوسرے سے چلنے والا پمپ، ایک تیز-ایکٹنگ والو، یا ایک فلوڈک آسکیلیٹر۔ ان طریقوں میں سے ہر ایک بہاؤ میں متواتر دولن کو متعارف کرواتا ہے، مطلوبہ اختلاط کو دلانے اور حرارت کی منتقلی کو بڑھانے میں مدد کرتا ہے۔
تاہم، ایک عملی چیلنج پلسٹنگ فلو سسٹم کی وجہ سے کمپن کی اضافی پیچیدگی اور صلاحیت ہے۔ جب کہ گرمی کی منتقلی کے فوائد واضح ہیں، دھڑکن کے نظام کے ڈیزائن میں ممکنہ میکانکی دباؤ اور کمپن کا حساب ہونا چاہیے جو سسٹم میں متعارف کرائے جا سکتے ہیں، خاص طور پر جب اعلی تعدد پر یا حساس اجزاء والے سسٹم میں کام کر رہے ہوں۔
فلو رجیم پر پلسٹنگ فلو کا اثر
دھڑکن کے بہاؤ کا اثر لیمینر اور عبوری بہاؤ کے نظاموں میں سب سے زیادہ واضح ہوتا ہے، جہاں اختلاط پر اس کا رشتہ دار اثر سب سے زیادہ ہوتا ہے۔ ان بہاؤ کے نظاموں میں، بہاؤ اتنا ہنگامہ خیز نہیں ہوتا جتنا کہ مکمل طور پر ترقی یافتہ ہنگامہ خیز بہاؤ میں ہوتا ہے، اس لیے باؤنڈری پرت میں خلل ڈالنے میں دھڑکن کے فوائد زیادہ نمایاں ہوتے ہیں۔ رینالڈس کے اعلی نمبروں پر، جہاں ہنگامہ خیزی پہلے سے ہی کافی حد تک اختلاط فراہم کرتی ہے، حرارت کی منتقلی پر دھڑکن کے بہاؤ کا اثر کم ہو جاتا ہے۔
رینالڈس کے کم نمبروں پر حرارت کی منتقلی کو بڑھانے میں دھڑکن کا بہاؤ موثر ہے، لیکن خالص توانائی کی بچت کا احتیاط سے جائزہ لینا چاہیے۔ دھڑکن پیدا کرنے کے لیے درکار توانائی، خاص طور پر اگر فعال طریقے جیسے کہ ریپروسیٹنگ پمپس یا تیز-ایکٹنگ والوز استعمال کیے جاتے ہیں، تو گرمی کی منتقلی میں ہونے والی کچھ بہتری کو پورا کر سکتی ہے۔ یہ فیصلہ کرتے وقت اس تجارت-آف پر غور کیا جانا چاہیے کہ آیا پلسٹنگ فلو کسی دی گئی ایپلیکیشن کے لیے مناسب اضافہ کا طریقہ ہے۔
نتیجہ
PTFE ہیٹ ایکسچینجرز میں حرارت کی منتقلی کو بہتر بنانے کے لیے پلسیٹنگ فلو ایک نیا اور بہترین طریقہ ہے، خاص طور پر کم رینالڈس نمبروں پر کام کرنے والے سسٹمز میں موثر۔ تھرمل باؤنڈری پرت میں خلل ڈال کر اور سیال مکسنگ کو بڑھا کر، دھڑکنیں زیادہ اوسط رفتار کی ضرورت کے بغیر ہیٹ ٹرانسفر گتانک کو نمایاں طور پر بڑھا سکتی ہیں۔ تاہم، عملی تحفظات، بشمول کمپن کی صلاحیت اور دھڑکن پیدا کرنے کے لیے درکار توانائی، کو اس تکنیک کو نافذ کرتے وقت مدنظر رکھا جانا چاہیے۔ پلسٹنگ فلو، دیگر فعال اور غیر فعال اضافہ کے طریقوں کے ساتھ، تھرمل انجینئرز کے لیے ایک ورسٹائل ٹول باکس فراہم کرتا ہے جو PTFE ہیٹ ایکسچینجر کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے خواہاں ہیں۔
