نام پژوهشگر: سارا معینی سمامی

شبیه سازی عددی جریان تبخیر درون یک لوله افقی بیضوی شکل و بررسی پارامترهای هندسی لوله روی ضریب انتقال حرارت
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه گیلان - دانشکده فنی 1392
  سارا معینی سمامی   رامین کوهی کمالی

مبدل های حرارتی در صنایع و وسایل خانگی کاربرد وسیعی دارند، از این رو بهبود کارایی آنها از موضوعات تحقیقاتی مهم است. تحقیقات نشان می دهند که شکل لوله ها و نحوه قرارگیری آنها در بهبود انتقال حرارت نقش موثری دارد و در مهندسی مدرن استفاده از لوله های با سطح مقطع بیضوی در وسایلی مانند مبدل های حرارتی فشرده افزایش یافته است. در این تحقیق جریان تبخیر مبرد r-134a درون یک لوله افقی با قطر 3 میلی متر به صورت سه بعدی و عددی شبیه سازی شده و چگونگی تغییر ضرایب انتقال حرارت در تغییرِ هندسه سطح مقطع لوله به بیضی، مورد بررسی قرار گرفته است. لوله های بیضوی با محیط یکسان و نسبت قطر 2، 3 و 5 انتخاب شده اند و هر یک در 2 حالت که قطر بزرگ بیضی به صورت عمودی و افقی قرار گرفته باشد، مدل شده اند. در شبیه سازی حاضر از مدل اویلری برای جریان دوفازی، روش آرپی آی برای مدل سازی انتقال حرارت جوشش و مدل آشفتگی انتقال تنش برشی کی- امگا برای حل معادلات بقا استفاده شده است. این مدل سازی ضریب انتقال حرارت لوله دایروی را نسبت به مدل آزمایشگاهی با حداکثر خطای نسبی 10/67% و خطای میانگین 9/77% شبیه سازی می کند. بررسی انتقال حرارت در لوله ها با شرط دمای ثابت دیواره، افزایش 0/55 تا 29/7 درصدیِ ضریب انتقال حرارت متوسط در طول لوله های بیضوی را نسبت به لوله دایروی نشان می دهد. به این ترتیب با بیضی شدن سطح مقطع لوله، می توان ضریب انتقال حرارت را در جریان جوشش درون لوله افقی به میزان قابل ملاحظه ای افزایش داد. نوع قرار گرفتن لوله ها در مقدار این افزایش موثر است به گونه ای که با قرار گرفتن قطر بزرگ لوله ها به صورت عمودی، ضریب انتقال حرارت آن بیشتر می شود.