بررسی لایه مرزی سرعت و حرارت در داخل و خارج لوله مارپیچ

هدف اصلی این مطالعه بررسی هندسه لایه مرزی حرارت وسرعت در اطراف دیواره لوله مارپیچ در یک مبدل حرارتی پوسته-لوله ای است. برای نیل به این هدف هندسه مبدل حرارتی مورد نظر با استفاده از نرم افزار گمبیت شبیه سازیشده و شرایط مرزی مناسب تعریف گشته اند. حل معادلات حاکم نیز با استفاده از نرم افزار فلوئنت صورت پذیرفته است. از مهمترین نقاط قوت این مطالعه شبیه سازی تمامی فضایمبدل و حل معادلات حاکم برای سیال داخل پوسته و لوله به صورت همزمان م یباشد. بنابراین شرط مرزی ویژه ای برای دیوراه لوله، نظیر شار ثابت و دما ثابت تعریف نشده است. وبرای پیوسته کردن فضای حل معادلات انتقال حرارت هدایتی در راستای ضخامت لوله تعریف شده است. سیال گرم در داخل مخزن بوده و سیال سرد از داخل لوله عبور م یکند بنابراین جابجایی آزاد ناپایا بین سیال داخل مخزن و دیوارهبیرونی لوله وجود دارد. در حالیکه انتقال حرارت سطح داخلی لوله با سیال سرد موجود در لوله از نوع انتقال حرارت جابجایی اجباری ناپایا است. پس از حل معادلات حاکم توزیع دما وسرعت بر روی صفحه های عمودی و موازی با لوله ترسیم شده و لایه های مرزی حرارتی و سرعت در آنها مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده از مشاهدات نشان م یدهندکه لایه مرزی حرارت دارای نوسانات محسوسی در اطراف سطح بیرونی لوله است در حالیکه لایه مرزی سرعتی فقط محدوده مشخصی از اطراف لوله را شامل شده و به دلیل وجود جابجایی آزاد، سرعت آن در سایر نقاط تقریباً صفر است.

Keywords:

مبدل حرارتی پوسته و لول های , لوله مارپیچ , عدد ناسلت , دمای بی بعد