مطالعه عددی تاثیر کاهش فضای اشغالی لوله حلزونی بر پارامترهای جریانی و حرارتی در شرایط شار حرارتی ثابت

در این مقاله به تاثیر کاهش فضای اشغالی لوله حلزونی بر پارامترهای جریانی و حرارتی شامل ضریب اصطکاک، افت فشار، عدد ناسلت، ضریب جابجایی، میانگین دمای سیال، نرخ انتقال حرارت و عملکرد کلی (FoM) با استفاده از روش عددی پرداخته شده است. هدف بررسی مزایا و معایب کاهش فضای اشغالی لوله حلزونی می باشد تا مشخص گردد در چه پارامترهای جریانی و حرارتی نسبت به حالت عادی آن بهتر است. شبیه سازی با استفاده از روش حجم محدود به کمک نرم افزار فلوئنت انجام شده است. مطالعه عددی در بازه 37917.67 تا 70000 در رژیم مغشوش برای سیال آب تحت شار ثابت بر روی دیواره مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان داد که با کاهش فضای اشغالی لوله حلزونی ضریب اصطکاک، افت فشار، ضریب جابجایی حرارتی و عدد ناسلت افزایش می یابد اما در عوض دمای میانگین سیال، نرخ انتقال حرارت و عملکرد کلی (FoM) کاهش می یابد لازم به ذکر است در این مطالعه از شرط مرزی شار حرارتی ثابت استفاده شده است که اگر از شرط مرزی دما ثابت استفاده گردد دمای میانگین سیال و نرخ انتقال حرارت برای لوله حلزونی بهینه سازی شده افزایش می یابد.

کلیدواژه ها:

لوله حلزونی ، کاهش فضای اشغالی ، پارامترهای جریانی و حرارتی ، شار حرارتی ثابت ، فلوئنت