بررسی کمی تاثیر استفاده از نانوسیال در رژیم های متفاوت جریان بر مساحت مبدلهای حرارتی پوسته لوله ای

با وجود مزایای مبدل های پوسته- لوله ای، پائین بودن راندمان حرارتی از بزرگترین مشکلات این دستگاههای تبادل حرارتی محسوب می شود. یکی از روشهای بهبود راندمان حرارتی افزودن نانومواد مناسب به سیال سرد یا گرم و یا استفاده از وسایلآشفته ساز مناسب در سمت لوله و یا استفاده از طراحی نسل جدیدتر بافل ها در سمت پوسته است. اگر چه همه این راهکارهامنجر به افزایش راندمان حرارتی میشوند ولی مهندسان نیازمندند تا با ارائه شیوهای کمی تاثیر این نوع فناوریها در مبدل-های پوسته- لوله ای را براحتی ارزیابی نمایند. لذا این مقاله تلاش دارد تا با ارائه الگوریتمی ساده بصورت کمی تاثیر استفاده از نانوسیالات را بررسی نماید. برای این منظور ابتدا خواص حرارتی (ناسلت) و ضریب اصطکاک سیال خالص و نانوسیال آب-اکسید آلومینیوم در سه رژیم جریان آرام، گذرا و متلاطم تعیین شده و سپس از روش طراحی مبدل حرارتی به روش الگوریتمسریع و با کدنویسی در محیط نرمافزار MATLAB ، تاثیر رژیم های متفاوت جریان، حضور نانوسیال و افزایش غلظت نانوسیالبر ضریب انتقال حرارت جابه جایی سیال در لوله و مساحت مبدل مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد کهاستفاده از نانوسیال چگونه و به چه میزان میتواند موجب کاهش در سطح مورد نیاز مبدل گردد.

Keywords:

مبدل پوسته و لوله , تکنیکهای افزایش انتقال حرارت (HTE) , نانوسیال آب اکسیدآلومینیوم , الگوریتم طراحی سریعالگوریتم طراحی سریع