تحلیل عددی و مقایسه میدان جریان سیال و حرارت در مبدل های حرارتی با بافل های قطاعی و مارپیچی به کمک دینامیک سیالات عددی

بکارگیری بافل های مارپیچی پیوسته در مبدل های حرارتی پوسته لوله، یکی از جدیدترین رویکرد های عملی برای بهبودعملکرد مبدل های حرارتی متداول (با بافل های قطایی) می باشد. در این مقاله تحلیل دینامیک سیالات عددی برای مبدلحرارتی پوسته لوله با دو نوع بافل های قطاعی و بافل های مارپیچی پیوسته انجام شده است. برای ترسیم هندسه نسبتاپیچیده مبدل حرارتی پوسته-لوله از نرم افزار Catia و برای شبکه بندی دامنه محاسباتی از نرم افزار Gambit استفاده شدهاست. کلیه تحلیل های عددی به کمک نرم افزار دینامیک سیالات عددی فلوئنت انجام شده اند. ابتدا روش و متدولوژی حلعددی با داده های تجربی اعتبارسنجی شده است. سپس به بررسی تاثیر نوع بافل بر عملکرد کلی مبدل حرارتی پرداخته شدهاست. نتایج تحلیل های CFD نشان می دهندکه الگوی جریان در مبدل حرارتی پوسته لوله با بافل های قطایی بصورت جریان زیگزاگ وپیچ درپیچ می باشد. پروفیل های سرعت بصورت غیریکنواخت و همراه با تشکیل گردابه ها در سمت پوستهمبدل حرارتی پوسته لوله می شود که این منجر به تشکیل رسوب در نواحی به اصطلاح مرده می شود. در مبدل حرارتیپوسته- لوله با بافل های مارپیچی ناپیوسته، الگوی جریان جریان سیال داخل پوسته بصورت جریان مارپیچی و سرعت آنیکنواخت می گردد بطوریکه همین امر سبب کاهش جریان های پشتی وگردابه ها، حذف نوحی مرده شده و توزیع یکنواختیاز درجه حرارت در سمت پوسته مبدل حرارتی پوسته- لوله را به همراه دارد. درنتیجه باعث بهبود عملکرد مبدل حرارتیپوسته- لوله شده است.