بررسی تجربی تشکیل برفک در حالت طبیعی روی یک مبدل با پره های صفحه ای

در صنایع تبرید و تهویه مطبوع به طور عمده مبدل های لوله و پره به عنوان اواپراتور مورد استفاده واقع می شوند. روی سطح این مبدل ها بدلیل دمای پایین، در بسیاری از موارد برفک تشکیل می شود. برفک تشکیل شده بر روی پره ها عملکرد سیستم را تحت تأثیر قرار می دهد و باعث کاهش انتقال حرارت بین سیستم و محیط اطراف می شود. جهت طراحی چنین سیستم هایی از نظر برفک زدایی و افزایش انتقال حرارت نیاز به دانستن جزییات روند تشکیل برفک بر روی چنین مبدل هایی می باشد. مروری بر کارهای گذشته نشان می دهد که کار های بسیار اندکی بر روی چنین مبدل هایی در جریان جابجایی طبیعی صورت گرفته است. بنابراین در این پژوهش سعی شده است به صورت تجربی عملکرد یک نوع از مبدل های لوله وپره صفحه ای در شرایط مختلف محیطی و همچنین دمای مبرد مورد بررسی قرارگیرد. برای انجام آزمایشات از اتاق کنترل مخصوصی که می تواند شرایط دلخواه را تامین نماید، استفاده شده است. با بهره گیری از تجهیزات سرمایش، گرمایش و رطوبت زنی، شرایط کنترل شده مانند رطوبت نسبی محیط بین 50% تا 70%، دمای هوای محیط بین °c 20 تا °c30 و دمای متوسط مبرد بین °c20- تا °c10- تغییر داده شده است. در هر موردیک متغیر هنگامی که سایرمتغیر ها ثابت بوده تغییر داده شده و اثرات آن مطالعه و بررسی شده است. نتایج شامل نحوه ی رشد برفک، تغییرات ضخامت برفک و تاثیر آن روی میزان انتقال حرارت بین مبدل و محیط اطراف می باشد. ضخامت لایه ی برفک به واسطه ی تغییرات ضخامت لایه های مرزی سرعت، گرما و غلظت متغیر است. با افزایش رطوبت نسبی و کاهش دمای مبرد، ضخامت لایه ی برفک افزایش می یابد اما با افزایش دمای محیط، تادمای حدود زیر 30 درجه سانتی گراد رشد برفک افزایش و در دماهای بالاتر، عدم رشد ضخامت لایه ی برفک مشاهده شده است. همچنین ضخامت لایه ی برفک در قسمت های بالای مبدل بیشتر از پایین آن است. نرخ انتقال حرارت در ابتدای آزمایش افزایش و سپس کاهش یافته تا به مقدار تقریبا ثابتی می رسد. با افزایش هر کدام از شرایط محیطی نرخ انتقال حرارت نیز افزایش می یابد. بر اساس داده های آزمایش رابطه های تجربی بدون بعد برای تغییرات ضخامت لایه ی برفک و نرخ انتقال حرارت بر اساس داده های تجربی ارائه گردیده است. مدل سازی انتقال جرم با استفاده از روش تشابه با انتقال حرارت با فرض شرایط فوق اشباع بر روی لایه ی برفک صورت گرفته است و نتایج حاصل از مدل سازی انطباق خوبی با داده های تجربی از نظر رشد برفک با زمان دارد.