بررسی تجربی افت فشار لوله متناوبا تخت در مبدل دو لوله ای

مبدل حرارتی دو لوله یکی از کاربردی ترین و رایج ترین انواع مبدل انتقال حرارت غیرمستقیم سیالات مختلف می باشد. یک راه مناسب برای افزایش نرخ انتقال حرارت، تغییر شکل دیواره لوله است. در این مقاله، مساله تغییر میزان انتقال حرارت و افت فشار سیال داخل لوله های متناوبا تخت، برای اولین بار درون یک مبدل حرارتی دو لوله ای مورد بررسی قرار گرفته است. در مطالعه حاضر با ساخت سیستم آزمایشگاهی، یک مبدل حرارتی دو لوله ای که در آن روغن به عنوان سیال گرم درون لوله مسی متناوبا تخت جریان دارد و با آب خنک به عنوان سیال سرد درون پوسته تبادل حرارت می کند، به صورت تجربی مورد آزمایش قرار گرفته است. به کمک نتایج آزمایشگاهی، تاثیر پارامتر های وابسته مانند عدد رینولدز، طول گام و همچنین میزان تخت شدگی بر روی انتقال حرارت، افت فشار و ضریب اصطکاک مورد مشاهده قرار گرفته است. چهار لوله متناوبا تخت به نام های AF۱ تا AF۴ با طول گام و میزان تخت شدگی به ترتیب با مقادیر ۱-۱۲، ۲۸-۱، ۱/۱۲-۲ و ۱-۱۰۰ سانتی متر مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج نشان می دهد که میزان انتقال حرارت و افت فشار لوله های متناوبا تخت از لوله های دایروی بیشتر است. همچنین با افزایش گام، به دلیل کاهش تعداد مقاطع اتصالی دایروی-تخت، انتقال حرارت و افت فشار کاهش می یابد اما با افزایش میزان تخت شدگی میزان انتقال حرارت و افت فشار فشار هر دو افزایش می یابند. داده ها نشان می دهند میزان انتقال حرارت لوله های AF۱ تا AF۴ به ترتیب ۱/۹، ۱/۸، ۱/۷ و ۱/۳ برابر بیشتر از لوله دایروی است و افت فشار نیز به ترتیب ۱/۲۲، ۱/۲، ۱/۱۸ و ۱/۱۶ برابر، بیشتر از لوله دایروی می باشد. همچنین از پارامتر نسبت افزایش بازده جهت بررسی بازده این نوع لوله ها استفاده شده که همزمان میزان انتقال حرارت و افت فشار را تحلیل کرده و بهبود کلی مبدل را تعیین می کند.در واقع این نوع لوله ها از حیث مصرف انرژی به صرفه هستند پس می توان از این لوله ها به جای لوله های دایروی در مبدل های حرارتی لوله ای استفاده کرد.

کلیدواژه ها:

مبدل حرارتی دو لوله ای ، انتقال حرات ، افت فشار ، لوله های متناوبا تخت ، بازده