شبیه سازی جریان هوا درکویل دستگاه هوارسان با استفاده از نرم افزار انسیس

کاربرد اصول انتقال حرارت در طراحی تجهیزات برای مقاصد خاص مهندسی اهمیت بسیار زیادی دارد و هدف از به کار گیری اصول انتقال حرارت در طراحی، تلاش برای رسیدن به هدف توسعه تولید برای سود دهی اقتصادی است.. دستگاه هوارسان نوعی مبدل حرارتی می باشد. در این مطالعه به شبیه سازی جریان هوای عبوری از روی لوله های داخل کویل گرمایش دستگاه هوارسان پرداخته می شود و در مورد پارامترهای انتقال حرارت، افت فشار و سرعت جریان بحث می شود. جریان عبوری از روی لوله ها سه بعدی، تراکم ناپذیر، پایا، اجباری و متلاطم است. محدوده دمای هوای ورودی به دستگاه هوا رسان 15/253 تا 15/289 درجه کلوین و محدوده سرعت هوای ورودی 3/2 تا 3/4 متر بر ثانیه می باشد. سیال سرد به صورت اجباری وارد دستگاه هوارسان شده و با عبور از روی پره های صاف و لوله های گرم دمایش بالا رفته و از دستگاه هوارسان خارج می شود. نتایج حاصل از مدل سازی نشان می دهد که با افزایش دمای هوای ورودی در یک رینولدز ثابت، اختلاف دمای هوای ورودی و دمای مرز لوله ها کاهش یافته و این کاهش اختلاف دما منجر به کاهش انتقال حرارت و کاهش عدد ناسلت می شود. خطوط جریان نیز با تغییر دمای هوای ورودی در یک رینولدز خاص تغییر نمی کنند و این خطوط نیز از دما مستقل هستند. به طور کلی با افزایش عدد رینولدز میزان انتقال حرارت افزایش می یابد اما دمای خروجی کاهش می یابد. با نزدیک شدن به خروجی متوسط فشار استاتیکی کاهش می یابد. البته این کاهش فشار مقدار بسیار اندکی است. بیش ترین انتقال حرارت نیز روی مرز لوله ها و همچنین روی پره وجود دارد و نواحی نام برده شده نسبت به بقیه قسمت های هندسه دمای بالاتری دارند و داغ تر هستند. با افزایش عدد رینولدز ضخامت لایه مرزی حرارتی کم شده و عدد ناسلت افزایش می یابد. افزایش دمای هوای ورودی نیز منجر به کاهش اختلاف دمای هوای ورودی و دمای مرز لولهها شده و در نتیجه منجر به کاهش عدد ناسلت می شود. در ضمن مطالعه مورد نظر با شرایط واقعی مقایسه می شود و نتایج تطابق خوبی را نشان می دهد.

Keywords:

کویل گرمایی , دستگاه هوارسان , انتقال حرارت , افت فشار , پره