تحلیل عددی میدان حرارت و جریان در مبدل های گرمایی پوسته و لوله با بافل های مارپیچی پیوسته با تاکید بر تاثیر نسبت های هندسی قطر پوسته، قطر لوله و گام بافل

مبدل های گرمایی پوسته و لوله با بافل های قطاعی یکی از متداول ترین مبدل ها در صنعت هستند. امروزه ، جایگزینی بافل هایقطاعی با بافل های مارپیچی پیوسته به عنوان یکی از جدیدترین رویکرد های عملی برای افزایش کارایی این نوع مبدل ها انتخاب شدهاست. به منظور مقایسه ی کمی، در این مقاله میدان جریان سیال و حرارت در مبدل های پوسته لوله با بافل های مارپیچی پیوسته بهکمک دینامیک سیالات عددی تحلیل شده اند. همچنین، تاثیر دو نسبت هندسی مهم، یعنی نسبت های قطر پوسته به قطر لوله و نسبتگام بافل به قطر پوسته بر عملکرد مبدل مطالعه و تحلیل شده اند. برای اعتبارسنجی حل عددی، ابتدا جریان حرارت و سیال داخل یکیاز مبدل های پوسته و لوله که نتایج تجربی آن موجود بوده شبیه سازی شده است. مقایسه ی نتایج عددی با نتایج تجربی، سازگاری خوبیرا نشان داده است. نتایج بعدی نشان می دهند که برای هر دو نوع مبدل حرارتی، در نسبت قطر پوسته به لوله ای در حدود D/d=11/5،تابع اختلاف دمای بین ورودی و خروجی پوسته از حالت کاهشی به افزایشی تغییر می یابد در حالی که تابع افت فشار پوسته از حالتافزایشی به کاهشی تغییر می کند. چنین اتفاق مشابهی در نسبت های گام به قطر پوسته ای در حدود B/D=2 نیز رخ می دهد. مقایسه ی کمی نتایج بین این دو نوع بافل، نشان دهنده ی افت فشار کمتر و اختلاف دمای بیشتر در مبدل های با بافل های مارپیچی پیوسته است.

کلیدواژه ها:

مبدل گرمایی پوسته و لوله ، بافل های قطاعی ، بافل های مارپیچی ، دینامیک سیالات محاسباتی (ع)