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

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 .