冬が来て気温が下がっても、チューブは私たちを暖かく保ちます。家がどうやって暖かく保たれるのか、お風呂のお湯がどうやって温まるのか疑問に思ったことはありませんか? その答えはチューブ熱伝達です! これらのプロセスにはバルクフローは必要ありません。バルクフローとは、チューブやパイプを介した熱の移動です。熱伝達は私たちの日常生活で、多くの場合、私たちが気付かないうちに起こります。しかしその前に、チューブ熱伝達とは何か、なぜそれが重要なのかを詳しく説明します。
クロスフロー 熱がパイプを流れる主な方法は 2 つあります。クロス (または垂直) フローと平行または縦方向の動きです。流体 (水、空気など) は、反対方向の流れの場合と同様に、チューブに沿ってではなく、チューブを横切って移動します。道路で車の位置が理由もなく左から右に変わることを想像してください。平行流は異なります。これは平行流として定義され、流体に対して両方が同じ方向の平面で動きます。まるで車が道路と平行にまっすぐに走っているかのようです。
エンジニアは、これら 2 つの流れタイプを組み合わせて使用することがあります。この場合は、逆流熱交換器と呼ばれます。給湯器では、これらの優れたシステムが頻繁に使用されます。このシステムは、燃焼したガスの熱をシャワーから出る水に伝達するのに役立ち、最終的に温水を提供します。
チューブの熱伝達は、さらに効果的に機能する可能性があります。その 1 つの方法は、チューブの外側にフィンを取り付けることです。フィンは小さな翼のようになっており、熱が移動するスペースが広がります。もう 1 つの代替アプローチは、チューブに小さな突起を配置したリブレットを使用することです。ポンプは、摩擦を最小限に抑えるために他の部分よりも突起が多いことが多く、流体を通過するすべての熱の移動が容易になります。さらに、チューブの内側にねじれたテープを使用する人もいます。この乱流により、流体が混ざり合った状態が維持され、熱の移動がより効率的になります。
数値流体力学 (CFD) は、科学者がチューブの熱伝達を支援するために使用する技術の 1 つです。これは、スーパーコンピューターを使用して流体の流れや熱伝達をシミュレートして研究する技術です。科学者は CFD を使用して、より効率的で効果的な熱伝達システムの優れた設計を考案します。
チューブ内の熱伝達は、多くの産業分野で重要なプロセスです。製品を製造する工場、石油およびガス採掘会社、さらには食品加工でも使用されています。これらの業界では、プラスチック、油、おいしいチョコレートなどを生産するために、熱が安全かつ効率的に移動することが非常に重要です。熱伝達が効率的でなければ、これらの製品を適切に製造することはできません。
チューブ熱伝達: 科学者はこの技術を使用して、科学の領域でさまざまな材料を使用した熱伝達を理解します。物体を加熱または冷却するあらゆるシステムでは、これは設計時に考慮しなければならない基本的な知識です。科学者は、生きた細胞が温度変化にどのように反応するかを理解したり、食品を新鮮で冷たい状態に保つ新しい冷蔵システムを開発したりするために、チューブ内の熱伝達を調査する場合があります。
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