تحلیل عددی گرما- شاره در مبادله کن های گرمایی پوسته و لوله با بافل های مارپیچی پیوسته با تاکید بر تاثیر نسبت های هندسی قطر پوسته، قطرلوله وگام بافل

امروزه جایگزینی بافل های قطاعی با بافل های مارپیچی پیوسته به عنوان یکی از جدیدترین رویکرد های عملی برای افزایش کارایی این نوع مبادله کن ها انجام شده است. به منظور مقایسه کمی، دراین مقاله میدان جریان سیال و دما در مبادله کن های پوسته لوله با بافل های مارپیچی پیوسته و قطاعی به کمک دینامیک سیالات عددی تحلیل شده اند. مقایسه نتایج نشان دهنده افت فشار کمتر و اختلاف دمای بیشتر در مبادله کن های با بافل های مارپیچی پیوسته است. در ادامه تاثیر دو نسبت هندسی مهم یعنی نسبت های قطر پوسته به قطر لوله و نسبت گام بافل به قطر پوسته بر عملکرد مبادله کن های با بافل مارپیچی پیوسته مطالعه و تحلیل شده اند. برای اعتبار سنجی حل عددی، ابتدا جریان گرما و سیال داخل یکی از مبادله کن های پوسته و لوله که نتایج تجربی آن در مراجع موجود بوده شبیه سازی شده است. نتایج نشان می دهد که برای مبادله کن گرمایی با بافل های پیوسته، در نسبت قطری حدود ۲/۱۱ D/d= ، هردوی توابع اختلاف دمای بین ورودی و خروجی پوسته و افت فشار از حالت کاهشی به افزایشی تغییر می یابند. هچنین اتفاق مشابهی برای این توابع در نسبت های گام به قطر ۲ B/D=،  نیز رخ می دهد.  ارزیابی ها نشان می دهند که برای نسبت های قطر پوسته به قطر لوله ای بالاتر از ۱۶ و نسبت گام به قطر پوسته کمتر از یک این نوع مبادله کن ها دارای بیشترین مشخصه عملکردی می باشند.

Keywords:

مبادله کن گرمایی پوسته ولوله , بافل های قطاعی , بافل های مارپیچی , دینامیک سیالات محاسباتی(CFD)