مطالعه عددی انتقال حرارت و افت فشار در مبدل حرارتی دو لوله ای شیاردار حاوی نانو سیال اکسید روی- اتیلن گلیکول

هدف اصلی این پژوهش بررسی رفتار هیدرودینامیکی و حرارتی نانوسیال اتیلن گلیکول اکسید روی درون یک مبدل حرارتی دولوله ای و تاثیر آن بر انتقال حرارت و افت فشار می باشد. در ابتدا توضیحات پایه ای در رابطه با انواع مبدل و دسته بندی های مبدل ارایه شده است و سپس به صورت کامل تر در رابطه با مبدل حرارتی دو لوله ای صحبت شده است. برای شبیه سازی این مسیله از نرم افزار تجاری فلوینت استفاده گردیده است. برای تولید هندسه و شبکه بندی آن نیز از نرم افزار ICEM کمک گرفته شده است. نتایج به دست آمده با منابع معتبر مقایسه شد و پس از صحت سنجی نتایج، برای زاویه های مختلف شیار، افت فشار و انتقال حرارت مبدل به دست آمد و با یکدیگر مقایسه شدند. نانو سیال در غلظت های مختلف Ø<6%> ؛0 در نظر گرفته شده است. پارامترهای مذکور در بازه اعداد رینولدز 4000 تا 20000 جهت سیال پایه اتیلن گلیکول و نانو ذره اکسید روی مورد تحقیق قرار گرفته است. در این تحقیق مدل های اغتشاشی مختلف مورد بررسی قرار داده شده است و بهترین مدل جهت بررسی انتقال حرارت در این مبدل انتخاب گردید. از مهمترین نتایج به دست آمده از این تحقیق این است که با افزایش زاویه شیار، ماکزیمم دمای نانوسیال که در مرکز لوله داخلی می باشد به سمت نیمه بالایی مقطع لوله حرکت می کند و در واقع از مرکز فاصله می گیرد همچنین می توان به این نکته اشاره کرد که استفاده از شیار سبب افزایش 8/3 درصدی در عدد ناسلت درون لوله می گردد. همچنین مشخص گردید افت فشار حاصل از وجود شیار همواره با افزایش زاویه ی شیار، کاهش خواهد یافت ولی انتقال حرارت مبدل با افزایش زاویه ابتدا افزایش ولی سپس کاهش خواهد یافت. زاویه های مورد آزمایش بین 0 تا 30 درجه در نظر گرفته شده است.

Keywords:

مبدل حرارتی دو لوله ای , نانو سیال , انتقال حرارت , افت فشار