Τα συμβατικά διαφράγματα αναφέρονται σχεδόν πάντατμηματικά διαφράγματα (κομμένα διαφράγματα πλάκας)—το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο πρότυπο σχέδιο για εναλλάκτες θερμότητας κελύφους και σωλήνα. Τα ελικοειδή/σπιράλ διαφράγματα είναι μια προηγμένη εναλλακτική λύση με θεμελιωδώς διαφορετική μηχανική ροής, απόδοση, πτώση πίεσης και δομικά χαρακτηριστικά. Παρακάτω είναι μια πλήρης σύγκριση των βασικών διαφορών:
1. Μοτίβο ροής (Πιο θεμελιώδης διάκριση)
Συμβατικά τμηματικά διαφράγματα
Πλάκες με κάθετη οριζόντια τομή (συνήθως 20–25% κοπή διαφράγματος), σε απόσταση μεταξύ τους κατά μήκος του άξονα του κελύφους.
Το υγρό του κελύφους χτυπά την πλάκα διαφράγματος, αναγκάζεται να στρίψει 180°, να σταυρώσει κάθετα στους σωλήνες και μετά να αντιστρέψει την κατεύθυνση στο επόμενο διάφραγμα.
Μεγάλες στάσιμες νεκρές ζώνες πίσω από κάθε πλάκα διαφράγματος. Το υγρό ανακυκλώνεται αργά σε αυτές τις περιοχές.
Ελικοειδή/Σπειροειδή Διαφράγματα
Συνεχείς καμπύλες σπειροειδείς πλάκες τυλίγονται γύρω από τη δέσμη του σωλήνα, σχηματίζοντας ένα ενιαίο ελικοειδές κανάλι ροής.
Ροή υγρού:ομαλή συνεχής σπειροειδής διαμήκης ροή
Το ρευστό από την πλευρά του κελύφους κινείται κατά μήκος μιας σταθερής ελικοειδής διαδρομής, που ρέει παράλληλα + ελαφρώς εφαπτομενική στους σωλήνες χωρίς απότομες στροφές 180°.
Χωρίς μεγάλες νεκρές ζώνες. Η ροή παραμένει ομοιόμορφη σε ολόκληρη τη δέσμη σωλήνων.
2. Απόδοση μεταφοράς θερμότητας
Συμβατικά διαφράγματα
Τοπικές υψηλές αναταράξεις μόνο σε τμήματα εγκάρσιας ροής. Οι νεκρές ζώνες έχουν χαμηλή μεταφορά θερμότητας.
Μέσος συντελεστής μεταφοράς θερμότητας (h) μέτριος; σημαντικό μέρος του όγκου του κελύφους συμβάλλει ελάχιστα στην ανταλλαγή θερμότητας.
Επιρρεπής σε διαστρωμάτωση θερμοκρασίας σε μεγάλους εναλλάκτες.
Ελικοειδή Σπειροειδή Διαφράγματα
Συνεπής στροβιλισμός σε όλους τους σωλήνες σε όλο το μήκος του κελύφους.
Εξαλείφει τις στάσιμες περιοχές →20–40% υψηλότερος συντελεστής μεταφοράς θερμότητας από την πλευρά του κελύφουςμε την ίδια ταχύτητα ροής.
Ομοιόμορφη κατανομή θερμοκρασίας υγρού. πολύ λιγότερη θερμική διαστρωμάτωση.
3. Πτώση πίεσης
Συμβατικά τμηματικά διαφράγματα
Πολύ υψηλή απώλεια πίεσης: κάθε αναστροφή ροής 180° δημιουργεί τεράστια απώλειες οπισθέλκουσας μορφής, διαχωρισμό ροής και απώλειες στροβιλισμού.
Η πτώση πίεσης αυξάνεται απότομα με το ρυθμό ροής. συχνά απαιτεί μεγαλύτερες αντλίες/φυσητήρες και υψηλότερο ενεργειακό κόστος λειτουργίας.
Υψηλός κίνδυνος κραδασμών του σωλήνα, σύγκρουσης σωλήνων, φθοράς του σωλήνα στις άκρες κοπής του διαφράγματος και θραύσης του σωλήνα με την πάροδο του χρόνου - σημαντικός κίνδυνος αστοχίας σε εναλλάκτες υψηλής ροής.
Ελικοειδή Σπειροειδή Διαφράγματα
Η ροή εκτελείται κυρίως παράλληλα με τους σωλήνες με ήπιο στροβιλισμό, ελάχιστη διέγερση εγκάρσιας ροής.