بررسی عددی انتقال حرارت و افت فشار داخل لوله مارپیچ میکرو-پره دار مثلثی

بررسی عددی انتقال حرارت و افت فشار داخل یک لوله مارپیچی شکل مجهز به میکروپره های داخلی با مقطع مثلثی شکل مورد مطالعه قرار گرفته است. اثر ارتفاع و تعداد میکروپره ها بر روی متغیرهای حرارتی و هیدرودنیامیکی بررسی شده است. از نرم افزار تجاری انسیس فلوئنت برای شبیه سازی عددی جریان داخل لوله مارپیچی شکل استفاده شده است. مدل اشفتگی کی - اپسیلون استاندارد با تابع دیواره استاندارد بکار گرفته شد. مطالعات برای ارتفاع های میکروپره ۰/۳، ۰/۵، ۰/۷ میلی متر در محدوده اعداد رینولدز ۱۶۰۰۰ تا ۲۶۰۰۰ بر روی عدد ناسلت و افت فشار انجام شده است. نتایج حاکی از آن است که با افزایش ارتفاع پره ها عدد ناسلت و افت فشار افزایش یافته است. بطوریکه برای ارتفاع میکرو پره ۰/۷ میلی متر عدد ناسلت و افت فشار بطوریکه برای ارتفاع میکرو پره ۰/۷ میلی متر عدد ناسلت و افت فشار به ترتیب حدود ۳۷ و ۱۶ درصد نسبت به لوله مارپیچی شکل بدون میکروپره (ساده) افزایش یافته است. مشاهده شد که ضریب عملکرد حرارتی لوله مارپیچ ساده افزایش یافته است. در بررسی دیگر اثر تعداد میکروپره ها بر روی متغیرهای فوق مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج برای تعداد میکروپره دوگانه، سه گانه و چهارگانه بررسی و ارائه شده است. در این قسمت نیز افزایش تعداد میکروپره ها حدود ۳۴ درصد موجب تقویت عدد ناسلت و حدود ۶۱ درصد سبب افزایش افت فشار نسبت به لوله مارپیچی شکل با میکروپره های منفرد شده است. اضافه کردن میکروپره های چهارگانه به یک لوله مارپیچی موجب بهبود در عملکرد هیدرولیکی حرارتی به میزان حدود ۴۴ درصد نسبت به لوله ساده شده است.

Keywords:

مبدل حرارتی , لوله مارپیچ , میکروپره , انتقال حرارت , افت فشار