قاعدة المعرفة
المبادل الحراري ذو الأنابيب المزعنفة - الملف المزعنف - هو الجزء العامل في كل رادياتير ومبرد جاف ومكثف مبرَّد بالهواء. يجري السائل داخل الأنابيب ويمر الهواء عبرها؛ ولأن الهواء ينقل الحرارة أسوأ بكثير من الماء، يُضاعف السطح الخارجي للأنابيب بزعانف رقيقة حتى يتوازن الجانبان. والملف الجيد يضع من خمسة عشر إلى عشرين مترًا مربعًا من سطح الزعانف على كل متر مربع من الواجهة، وتكمن حرفة المصمم في اختيار الأنبوب والزعنفة والخطوة والصفوف وفق الحمل والموقع.
يشرح هذا الدليل أجزاء الملف المزعنف وما يفعله كل اختيار.
الأنابيب والزعانف وكيفية وصلها
الملف القياسي لرادياتيرات المحركات والمبردات الجافة هو أنبوب نحاس بزعانف ألمنيوم. النحاس موصل جيد للحرارة وسهل اللحام بالنحاس ويقاوم التآكل على جانب الماء؛ والألمنيوم خفيف ورخيص وموصل جيد للزعنفة. تُختم الزعانف بأطواق وتُرصّ على الأنابيب، وتُمدَّد الأنابيب ميكانيكيًا بحيث تمسكها الأطواق بإحكام - وجودة هذا التلامس هي جودة الملف. وتُستخدم الأنابيب الفولاذية للضغوط العالية ولبعض الأحمال العملياتية؛ والفولاذ المقاوم للصدأ للموائع العدوانية.
يمكن أن تكون الزعنفة نفسها مسطحة أو مموجة. الزعانف المموجة والمزوّدة بشرائح تُربك الهواء وترفع انتقال الحرارة لكل متر مربع على حساب انخفاض الضغط وميل إلى احتجاز الأوساخ؛ أما الزعانف المسطحة فهي الخيار للمواقع المغبرة وللملفات التي يجب تنظيفها كثيرًا.
خطوة الزعانف والصفوف والدوائر
خطوة الزعانف هي المسافة بين الزعانف، وتتراوح عادةً بين 2 و4 mm. الخطوة الضيقة تجمع أكبر سطح في الملف وتعطي أقصر وحدة وأرخصها للهواء النظيف؛ والخطوة الواسعة تعطي سطحًا أقل لكل متر لكنها تنسدّ ببطء أكبر بكثير، فتُختار حيث يحمل الهواء الرمل أو غبار الإسمنت أو البذور أو الألياف. الصفوف هي عمق الملف في اتجاه الهواء: مزيد من الصفوف يعني سطحًا أكبر وانخفاض ضغط أكبر على جانب الهواء، فتعمل المراوح بجهد أكبر؛ وصفان إلى ستة صفوف تغطي معظم الأحمال.
الدوائر هي عدد المسارات المتوازية التي يسلكها السائل عبر الأنابيب. وهي تحدد السرعة في الأنابيب - سريعة بما يكفي لانتقال حرارة جيد ولتفادي الجريان الصفحي والترسبات، وبطيئة بما يكفي لتفادي تآكل النحاس بالسرعة - وتحدد مع عدد الممرات انخفاض الضغط على جانب السائل. وفي رادياتير المحرك يحسم حد مصنّع المحرك لانخفاض الضغط الخارجي توزيع الدوائر قبل أي شيء آخر: فالملف الذي يتجاوزه يحرم المحرك من التدفق.
المواد للساحل والصحراء والصناعة
تصمد الزعانف الألمنيومية العادية في جو من الفئة C3. الملح يهاجمها، والزوج الجلفاني بين أنبوب النحاس وزعنفة الألمنيوم يأكل الزعنفة من الطوق إلى الخارج حتى تتوقف عن توصيل الحرارة. وللمواقع الساحلية والبحرية والصناعية - C4 وC5-M وCX وفق ISO 12944 - تُصنع الزعانف من AlMg2.5، وهي سبيكة مقاومة لمياه البحر، أو يُطلى الملف كله بالإيبوكسي بعد التصنيع، أو الأمران معًا. ويضيف الطلاء مقاومة حرارية صغيرة يحسبها التصميم؛ ويُختبر برذاذ الملح المحايد وفق ISO 9227.
يتبع الغلاف الفئة نفسها: فولاذ مجلفن بالغمس الساخن لـ C3 وC4، ومجلفن ومطلي بنظام مزدوج (دوبلكس) أو فولاذ مقاوم للصدأ لـ C5. وتتوافق المثبّتات والواقيات وأغلفة الكابلات مع الغلاف، وتُطبع فئة التآكل ونظام الحماية على ورقة البيانات.
الهواء الساخن والهواء الرقيق والملف
ملف مصمم لمحيط 35 °C يكون صغيرًا جدًا عند 50 °C، لأن فارق درجات الحرارة الذي يدفع الحرارة عبر الزعانف انكمش بمقدار الثلث. وعلى الارتفاعات يكون الهواء أرق - بنحو 10 % أقل كثافة لكل 1,000 m - فتحرّك المراوح نفسها كتلة أقل ويحتاج الملف إلى تدفق هواء أو سطح أكبر. والهواء الرطب يحمل بخارًا يجب تسخينه أيضًا. لا شيء من هذا يغيّر بناء الملف؛ بل يغيّر حجمه، وتذكر ورقة البيانات درجة حرارة المحيط والارتفاع وأساس الرطوبة التي تخصها القدرة.
تصنع TECS ملفاتها المزعنفة في مصنعها في İzmir - الأنابيب والزعانف والتمديد واللحام بالنحاس واختبار الضغط - وتصمم كل ملف وفق الحمل والموقع. وللحصول على ملف أو رادياتير كامل، أرسلوا الحمل الحراري والتدفقات ودرجات الحرارة وظروف الموقع، أو أرسلوا ورقة بيانات المحرك.
باختصار
- تضاعف الزعانف السطح على جانب الهواء من خمسة عشر إلى عشرين مرة
- أنبوب نحاس وزعنفة ألمنيوم كمعيار؛ وAlMg2.5 والطلاء بالإيبوكسي للمواقع العدوانية
- خطوة الزعانف من 2 إلى 4 mm: ضيقة للهواء النظيف وواسعة للغبار
- تحدد الصفوف السطح وانخفاض الضغط على جانب الهواء؛ وتحدد الدوائر سرعة الأنابيب وانخفاض الضغط على جانب السائل
- حد انخفاض الضغط لدى مصنّع المحرك يحسم توزيع الدوائر في ملف الرادياتير
- تصنع TECS ملفاتها في مصنعها الخاص وتصمم كل ملف وفق الحمل والموقع
لتصميم ملف
- الحمل الحراري وتدفق السائل ودرجتا حرارة الدخول والخروج
- السائل: ماء أو نسبة جلايكول أو زيت أو غير ذلك
- انخفاض الضغط المسموح به على جانب السائل
- ظروف الهواء: درجة حرارة المحيط والارتفاع والغبار والملح
- مساحة الواجهة والعمق المتاحان، إن كان يجب أن يلائم الملف غلافًا قائمًا
- أحجام الوصلات ومواضعها
أسئلة تُطرح علينا كثيرًا
لماذا تُصنع الزعانف من الألمنيوم وليس من النحاس؟
يوصل الألمنيوم الحرارة بما يكفي لزعنفة رقيقة، ويزن ثلث النحاس ويكلف أقل بكثير. تُستخدم زعانف النحاس في حالات خاصة فقط؛ أما للتآكل فالجواب سبيكة ألمنيوم - ماغنسيوم أو طلاء، لا النحاس.
ما خطوة الزعانف المناسبة لموقعي؟
خطوات ضيقة للهواء النظيف وللوحدة الأكثر إحكامًا؛ وخطوات أوسع حيث يحمل الهواء الغبار أو البذور أو الألياف، لأن الملف يجب أن يحافظ على تدفق هوائه بين عمليات التنظيف. ويُتخذ الاختيار في التصميم وفق الموقع، مع شكل الزعنفة.
هل زيادة الصفوف تعني دائمًا زيادة القدرة؟
سطح أكبر، نعم، لكن الهواء يسخن وهو يمر عبر كل صف، فيضيف كل صف إضافي أقل من سابقه، ويرتفع انخفاض الضغط على جانب الهواء مع كل صف. وبعد عمق معين يكون ملف أطول أو أعرض هو الطريقة الأفضل لزيادة القدرة.
هل يمكن استبدال ملف في رادياتير قائم؟
عادةً نعم: يُصنع الملف وفق أبعاد الغلاف ووصلاته. وهي أيضًا اللحظة المناسبة لتغيير مادة الزعانف أو الخطوة إن لم يكن الأصل مناسبًا للموقع.
كيف يُختبر الملف؟
يُختبر كل ملف من TECS بالضغط في المصنع قبل مغادرته؛ وضغط الاختبار ونتيجته في سجل الاختبار المسلّم مع الوحدة.
اتصلوا بنا
أرسلوا إلينا الحمل الحراري ودرجات حرارة الموائع ومعدلات تدفقها والظروف المحيطة وقيود التركيب. وسنرد بعرض تصميم، أو راسلونا عبر WhatsApp.
