مطالعه عددی هیدرودینامیک و انتقالحرارت مبدل حرارتی مارپیچ دولوله

در مقاله حاضر پارامترهای هیدرودینامیکی و انتقالحرارتی مبدلحرارتی مارپیچ دولوله مورد مطالعه قرارگرفته است. حل معادلات حاکم به صورت سه بعدی و با استفاده از نرم افزار انسیس فلوینت به روش حجم محدود انجام شده است. جریان به صورت پایا، آرام و تراکم ناپذیر درنظرگرفته شده و سیالات درون لوله های داخلی و خارجی مبدل حرارتی مارپیچ دولوله به صورت خلاف جهت نسبت به یکدیگر عبور می کنند. طول و قطر لوله ها در تمامی تحلیل ها ثابت در نظر گرفته شده و با تغییر دبی سیال ورودی هر دو لوله، تغییر نسبت انحنا هندسه مارپیچ، تغییر گام مارپیچ مبدل حرارتی و افزودن نانو ذرات TiO2 به سیال لوله داخلی مبدل حرارتی، شبیه سازی ها صورت گرفته اند. به منظور تعیین تاثیرتغییر هریک از پارامترهای موثر در هیدرودینامیک و انتقال حرارت مبدل حرارتی مارپیچ دو لوله، تغییرات نرخ انتقال حرارت و عدد بی بعد ناسلت برحسب عدد هلیکس بیان شده اند. شبیه سازی های انجام شده نشان می دهندکه افزایش دبی سیال، کاهش گام مارپیچ و افزایش نسبت انحنای هندسه مارپیچ مبدل حرارتی حاضر، عدد هلیکس را افزایش داده و با افزایش عدد هلیکس مکانیزم انتقال حرارت در مبدل حرارتی مارپیچ دو لوله بهبود پیدا می کند و در وهله ی آخر شبیه سازی نشان داده می شود که علاوه بر اعمال تغییرات در هندسه مبدل حرارتی و دبی سیالات ورودی، میتوان با افزودن نانو ذرات TiO2 به سیال لوله داخلی، مکانیزم انتقال حرارت در مبد ل حرارتی مارپیچ دولوله را بهبود بخشید.

Keywords:

شبیه سازی , هیدرودینامیک , انتقال حرارت , نانوذرات , مبدل حرارتی مارپیچ , عدد هلیکس