مقاله

تحلیل افت فشار و انتقال حرارت در یک مبدل حرارتی دولوله ای مجهز به کویل مارپیچ فلزی توسط دینامیک سیالات محاسباتی

مهدی رفیعی، مسعود حق شناس فرد، احسان اکرامیان

چکیده

در این تحقیق پارامترهای کلیدی مانند عدد ناسلت، ضریب اصطکاک، نسبت عدد ناسلت به ضریب اصطکاک و راندمان کلی ارتقا در اعداد رینولدز مختلف و هندسه­های متفاوت از حلقه­های فلزی درون یک مبدل حرارتی دو لوله­ای به کمک دینامیک سیالات محاسباتی محاسبه شده است. جهت تعیین این پارامترها در مبدل ساده و مبدل­های حاوی حلقه­ی فلزی یک مدل سه بعدی در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می­دهند که به­کارگیری حلقه­ی فلزی درون مبدل باعث افزایش 2/2 تا 3 برابری عدد ناسلت و 1/1 تا 35/1 برابری ضریب اصطکاک نسبت به مبدل ساده شده است و با افزایش عدد رینولدز عدد ناسلت افزایش و ضریب اصطکاک کاهش می­یابد و همچنین نسبت ناسلت به ضریب اصطکاک و راندمان کلی ارتقا افزایش می­یابد. در بررسی اثر گام­های مختلف حلقه­ی فلزی، مشاهده شده که با کاهش طول گام حلقه­­ها، مقدار عدد ناسلت و ضریب اصطکاک و نسبت این دو بیشتر می­شود که نشان دهنده­ی افزایش بیشتر انتقال حرارت نسبت به افت فشار می­باشد. متوسط خطای نسبی بین نتایج دینامیک سیالات محاسباتی و نتایج تجربی برای عدد ناسلت برای مبدل ساده 8 درصد و برای مبدل حاوی کویل بین 8 تا 18% می­باشد. به طور کلی مطابقت خوبی بین داده­های آزمایشگاهی و نتایج بدست آمده در این تحقیق وجود دارد ، به­طوری­که می­توان از مدل ارائه شده در این تحقیق به خوبی برای پیش­بینی پارامترهای انتقال حرارت و جریان سیال درمبدل­های حاوی حلقه­های فلزی استفاده کرد .

اسناد مشابه