مطالعه عددی ساختار جریان و انتقال حرارت جابجایی در سه لوله مستقیم، مارپیچ و حلزونی تحت شار حرارتی ثابت و دمای ثابت

در این مقاله ساختار جریان و انتقال حرارت جابجایی در مبدل های حرارتی لوله مستقیم، مارپیچ و حلزونی با سطح مقطع دایره ای تحت شار حرارتی ثابت و دمای ثابت مورد مطالعه قرار گرفته و مقایسه شده است. شبیه سازی با استفاده از روش حجم محدود به کمک نرم افزار فلوئنت انجام شده است. مطالعه عددی در بازه رینولدز 37917.67 تا 70000 در رژیم مغشوش برای سیال آب تحت شار ثابت و دمای ثابت مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان داد که ضریب اصطکاک فانینگ و افت فشار به شرط مرزی روی دیواره بستگی ندارند و برای پارامترهای حرارتی، ضریب جابجایی حرارتی و عدد ناسلت اختلاف جزئی بین نمودارهای این دو شرط مرزی وجود دارد، در مورد دمای میانگین سیال در حالت شار حرارتی ثابت، لوله مستقیم دمای میانگین سیال و متعاقبا نرخ انتقال حرارت بیشتری نسبت به لوله مارپیچ و حلزونی دارد این در حالی است که دمای میانگین سیال در حالت دما ثابت دیواره و نرخ انتقال حرارت برای لوله مارپیچ و حلزونی بیشتر است. در مورد عملکرد کلی (FoM) لازم به ذکر است که در هر دو شرایط، لوله مستقیم عملکرد کلی (FoM) بیشتری نسبت به لوله های مارپیچ و حلزونی دارد.

Keywords:

ساختار جریان , انتقال حرارت جابجایی اجباری , شار حرارتی ثابت , دمای ثابت , فلوئنت