مطالعه عددی تاثیر کاهش فضای اشغالی لوله مارپیچ بر پارامترهای جریانی و حرارتی در شرایط شار حرارتی ثابت

در این مقاله به تاثیر کاهش فضای اشغالی لوله مارپیچ بر پارامترهای جریانی و حرارتی شامل ضریب اصطکاک، افت فشار، ضریب جابجایی حرارتی، عدد ناسلت، دمای میانگین سیال، نرخ انتقال حرارت و عملکرد کلی (FoM) با استفاده از روش عددی پرداخته شده است. هدف بررسی مزایا و معایب کاهش فضای اشغالی لوله مارپیچ می باشد تا مشخص گردد در چه پارامترهای جریانی و حرارتی نسبت به حالت عادی آن بهتر 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 حرارتی ثابت بر روی دیواره لوله مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان داد که با کاهش فضای اشغالی لوله مارپیچ، ضریب اصطکاک، افت فشار، ضریب جابجایی حرارتی و عدد ناسلت افزایش می یابد اما در عوض دمای میانگین سیال، نرخ انتقال حرارت و عملکرد کلی (FoM) کاهش می یابد لازم به ذکر است در این مطالعه از شرط مرزی شار حرارتی ثابت استفاده شده است که اگر از شرط مرزی دما ثابت استفاده گردد دمای میانگین سیال و نرخ انتقال حرارت با کاهش فضای اشغالی لوله مارپیچ افزایش می یابد.

Keywords:

لوله مارپیچ , کاهش فضای اشغالی , پارامترهای جریانی و حرارتی , شار حرارتی ثابت , فلوئنت