تأثیر قطر مارپیچ بر انتقال حرارت و جریان سیال در مبدل های حرارتی لوله مارپیچ به روش CFD

در این مقاله به برر س ی جریان و انتقال حرارت در مبدلهای حرارتی لوله مارپیچ با استفاده از روش عدد ی پرداخته شده ا ست. هدفمطالعه تاثیر قطر مارپیچ بر پارامترهای حرارتی و هیدرودینامیکی جریان سیال درون مبدل می باشد . شبیه سازی با استفاده از روشحجم محدود به کمک نرم افزار فلوئنت انجام شده ا ست. مطالعه ی عددی برای مبدل حرارتی لوله مارپیچ با مقادیر قطر مارپیچ در بازه50 تا 150 میلیمتر برای سیال آب تحت دمای ثابت 343 کلوین بر روی دیواره خارجی لوله مارپیچ و اعداد رینولدز در بازه ی6000-32000 در رژیم های جریان آرام و مغشو ش انجام شده است. مقدار ضخامت لوله مارپیچ در این شبیه سازی برابر 2 میلیمتر در نظرگرفته شده است و از مدل هدایت پوسته در نرم افزار فلوئنت استفاده شده است که در این حالت نیازی به شبکه بند ی ضخامت لولهوجود ندارد و در نتییجه زمان محاسبات کاهش می یابد . ملاحظه شد که افزا یش قطر مارپیچ باعث کاهش ضرایب انتقال حرارتجابجایی در واحد طول مبدل شده و کار پمپ با افزا ی مواجهه می شود. نهایتا نتایج تایید می کند که استفاده از مقادیر خیلی کم قطرلوله مارپیچ اگر چه باعث افزایش انتقال حرارت سیستم می شود اما کار پمپ بسیار زیادی را تحمیل می کند. در مجموع نتیجه گیریمی توان کرد که هر چه قطر مارپیچ کمتر با شد و در عوض تعداد دورها ی مارپیچ بیشتر گردد انتقال حرارت بیشتر شده و فضایی کهمبدل اشغال می کند کمتر می شود که از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است.

Keywords:

انتقال حرارت , شبیه سازی , مبدل حرارتی لوله مارپیچ , کار پمپ