Jako vysoce efektivní a kompaktní zařízení pro výměnu tepla integruje koncept návrhu spirálového tepla základní principy mechaniky tekutin, přenosu tepla a strukturální mechaniky. Jeho cílem je dosáhnout rovnováhy mezi účinným přenosem tepla a nízkými ztrátami odporu prostřednictvím jedinečné geometrické struktury. Její základní principy návrhu lze shrnout do tří klíčových oblastí: optimalizace dynamiky tekutin, mechanismy zvyšování přenosu tepla a modulární škálovatelnost.
Z pohledu dynamiky tekutiny využívá výměník spirálového tepla kontinuální strukturu spirálového kanálu, což nutí tekutinu, aby sledovala spirálovou cestu a vytvořila přirozený rotační efekt. Tento návrh významně prodlužuje dobu pobytu tekutin a zároveň podporuje turbulence mezní vrstvy prostřednictvím odstředivé síly, což účinně snižuje tepelnou odolnost. Spirálové zakřivení kanálu je přesně vypočteno, aby se zajistil turbulentní tok i při nízkých Reynoldsových číslech, čímž se zlepšil koeficient přenosu tepla. Ve srovnání s tradičním shellem - a - trubice tepelných výměníků tepla se jeho tlak sníží přibližně o 30%- 50%, což je zvláště vhodné pro viskozitu s vysokou -.
Vylepšení přenosu tepla je dalším klíčovým návrhem zaměření výměníku spirálového tepla. Proměnná - Návrhy kanálů (jako jsou kužené spirálové drážky) umožňují dynamické nastavení gradientů rychlosti tekutin, což zlepšuje místní koeficienty přenosu tepla o více než 20%. Některé pokročilé vzory také integrují turbulentní ploutve nebo vlnité obložení, aby se dále narušilo tepelnou mezní vrstvu. Vysoká - teplota - odolná slitiny nebo koroze - odolných povlaků jsou preferované materiály, aby vyhovovaly náročným provozním podmínkám v průmyslových odvětvích, jako jsou petrochemikálie a výroba energie.
Modulární koncept zmocňuje spirálové výměníky tepla s flexibilní škálovatelností. Jednotlivé spirálové jednotky lze vyrábět nezávisle a kombinované v sériích nebo paralelních polích, což usnadňuje nastavení a údržbu kapacity. Tento design nabízí jedinečné výhody ve vesmíru - omezené aplikace, jako jsou platformy na moři a systémy pro zotavení odpadního tepla. V budoucnu bude s hloubkovou aplikací výpočetní dynamiky tekutin (CFD) s hloubkou technologie výpočetních tekutin (CFD) strukturální parametry spirálových tepelných výměníků dále optimalizováno, což bude dosáhnout přesnější rovnováhy mezi energetickou účinností a spolehlivostí.
