Artan küresel enerji kıtlığı ve karbon emisyonu azaltma baskıları karşısında, geleneksel kabuk-ve-boru kondenserleri, düşük ısı transfer verimlilikleri ve büyük boyutları nedeniyle modern mühendislikte yüksek verimli ve kompakt ısı eşanjörü ekipmanlarına yönelik acil talebi karşılamakta zorlanmaktadır. Bu darboğazı ele alan, ısı eşanjörü ekipmanlarının verimliliğini artırmak, enerji tüketimini azaltmanın önemli bir yolu haline gelmiştir.

Bir çalışma, yatay çift taraflı geliştirilmiş boruların (E1 2 ve E2 3) yoğuşma ısı transfer performansını sistematik olarak inceledi. Araştırma, 40°C doyma sıcaklığında tipik çalışma koşulları altında çevre dostu soğutucu akışkan R134a'yı kullandı ve dış tırtıklı kanatlara ve iç spiral mikro-kaburgalara sahip iki tür geliştirilmiş boru ile düz bir boru arasında sistematik bir karşılaştırma yaptı.

Sonuçlar, çift taraflı geliştirilmiş yapıların ısı transfer verimliliğini artırmadaki önemli avantajlarını doğrulamakla kalmayıp, aynı zamanda kondenser tasarımı optimizasyonu için kritik mühendislik içgörüleri sağladı ve doğrudan endüstrinin yüksek verimli ve enerji tasarruflu teknolojilere olan acil ihtiyacını ele aldı.

Sonuçlar, geliştirilmiş yüzeylerin etkili ısı alışveriş alanını önemli ölçüde artırdığını ve yoğuşmanın hızlı bir şekilde tahliyesini kolaylaştırdığını gösterdi; bu da E1 ve E2 borularının yoğuşma ısı transfer katsayılarının düz borunun 11-14 katına ulaşmasını sağladı. Bu, kondenser hacmini ve malzeme tüketimini belirgin şekilde azalttı.

Daha fazla araştırma, sabit bir ısı yükü altında soğutma suyu hızının artırılmasının, geliştirilmiş boruların avantajlarını daha da artırabileceğini ortaya koydu, ancak iyileşme hızı hız arttıkça yavaşladı. Dış ısı akısı yaklaşık 94 W*m⁻²'yi aştığında, daha büyük kanat yüksekliğine sahip E1 borusu, kalınlaşmış yoğuşma filmi nedeniyle daha önemli performans düşüşü gösterirken, nispeten daha küçük kanat yüksekliğine sahip E2 borusu, yüksek yük koşullarında üstün sağlamlık sergiledi.

Bu nedenle, düşük ila orta ısı akısı yoğunluklarını hedefleyen ve aşırı kompaktlık arayan uygulamalar için, daha büyük bir ısı alışveriş alanına sahip E1 geliştirilmiş borusuna öncelik verilebilir. Yüksek dalgalanan termal yüklerin veya yüksek ısı akısı yoğunluklarının olduğu senaryolarda, daha sağlam geometrik parametrelere sahip E2 borusu, daha yüksek uzun vadeli operasyonel güvenilirlik sunar.

Bu çalışma, yeni nesil yüksek verimli kondenserlerin yapısal optimizasyonu ve malzeme seçimi için doğrudan rehberlik sağlamakta ve çevre dostu soğutucu akışkanların ve karmaşık geliştirilmiş yüzeylerin birleşik tasarımı için deneysel bir temel oluşturmaktadır.

1. Yatay çift taraflı geliştirilmiş boru: Hem dış hem de iç duvarlarında özel işlem görmüş, yoğuşmayı daha hızlı ve daha verimli hale getirmek için tasarlanmış bir bakır boru. "Dış tırtıllar ve iç oluklar" içerdiği için "çift taraflı geliştirilmiş" olarak adlandırılır ve boru yatay olarak yerleştirildiği için "yatay" olarak adlandırılır.
2. E1 borusu: Dış duvar, her biri 0,8 mm yüksekliğinde ve 0,57 mm aralıklı 150 tırtıklı kanada sahiptir; iç duvar, her biri 0,26 mm yüksekliğinde ve 40° açıda 75 spiral mikro-kaburga ile oyulmuştur.
3. E2 borusu: Dış duvar kanatları biraz daha kısadır (0,79 mm), daha sık aralıklıdır (0,55 mm) ve daha az sayıdadır (100); iç duvar, daha uzun (0,42 mm) ve daha büyük bir açıda (45°) olan spiral kaburgalara sahiptir, ancak toplamda sadece 38 tanedir.