برررسی عددی تاثیر مشخصات هندسی لوله مخروطی در حضور توربولاتور نوار پیچیده شده در انتقال حرارت لوله مخروطی

نیاز روز افزون بشر به استفاده از انرژی از یک سو و محدود بودن منابع انرژی از سوی دیگر سبب شده است تا روش های افزایش کارایی سیستم های حرارتی و بهینه سازی آنها بطور جدی مورد مطالعه قرار گیرد. در این راستا تکنیک های افزایش بهره وری حرارتی به دو گروه عامل و غیر عامل تقسیم می شود. معمولا محققان برای مطالعه این تکنیک ها از روش های عددی یا تجربی استفاده می کنند. در این مطالعه تاثیر تغییر در پارامترهای هندسی یک لوله مخروطی شامل توربولاتور نوار پیچیده شده در انتقال حرارت و ضریب اصطکاک لوله مخروطی به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین اثر استفاده از نانو سیالهای متفاوت نیز مورد مطالعه قرار گرفته است. در این مطالعه جریان به صورت پایدار در نظر گرفته شده است. از مدل جریان تراکم ناپذیر و همچنین از مدل K- ℇ استاندارد به منظور مدل سازی جریان استفاده شده است. برای کوپل فشار به سرعت سیال نیز از الگوریتم SIMPLE استفاده شده است. لوله تحت شار حرارتی ثابت گرفته است. با تغییر در نسبت قطر ورودی و خروجی (سه نمونه با تغییرات 6%، 10% و 15% مورد مطالعه قرار گرفت) و همچنین استفاده از نانو سیال با درصد حجمی متفاوت، پارامترهای حرارتی نظیر عدد نوسلت، ضریب اصطکاک، ضریب بهره وری حرارتی و پارامتر نسبت هزینه بر عملکرد مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان داد با کاهش قطر خروجی و افزایش قطر ورودی، عدد نوسلت و ضریب اصطکاک افزایش چشمگیری را نشان می دهند.

Keywords:

انتقال حرارت , لوله های مخروطی , خواص اصطکاکی , توربولاتور نوار پیچیده