بررسی عددی بررسی تاثیر شکل آشفته ساز در لوله مبدل لوله ای

در این مقاله، رفتار گرمایی و هیدرودینامیکی تاثیر شکل آشفته ساز در مبدل لوله ای بهصورت عددی با نرم افزار انسیس فلوئنت مورد بررسی قرارگرفته است. دیواره لوله تحت شار حرارتی ۴۰۰۰ وات بر مترمربع قرار گرفته و جریان ورودی با رژیم جریان مغشوش و سیال درون لوله آب بوده و تاثیر عدد رینولدز و شکل و گام آشفته ساز بر ضریب اصطکاک، عدد ناسلت و کارایی در لوله پرداخته شد. هنگامی که از نوار موج دار استفاده می شود نوسانات به سمت سطح لوله بیشتر شده و جریان با شدت زیادی به سطح برخورد می کند و گرادیان دما در کنار دیواره لوله شدید خواهد شد با توجه به ماهیت شکل نوار موج دار که سینوسی می باشد باعث ایجاد انقباض و انبساط برایجریان درون لوله خواهد شد انقباض و انبساط جریان آشفتگی جریان را افزایش خواهد داد. عدد ناسلت نوار موج دار در عدد رینولدز ۴۰۰۰ نسبت به حالت پیچ خورده در حدود ۸۷ درصد نسبت به حالت حلزونی در حدود ۸۳ درصد و نسبت به لوله خالی۱۱۰ درصد بیشتر می باشد. نوار موج دار از همه حالت ها ضریب اصطکاک بیشتری دارد، نسبت به لوله خالی ۱۴ برابر،نسبت به حالت پیچ خورده در حدود ۶.۵ برابر و نسبت به حالت نوار حلزونی در حدود ۴.۹ برابر بیشتر می باشد. آشفته ساز حلزونی از همه حالت ها کارایی بهتری دارد در دو حالت نوار پیچ خورده و نوار حلزونی کارایی با افزایش عدد رینولدز روند افزایشی داشته ولی در نوار موج دار روند کاهشی پیدا می کند. کارایی نوار حلزونی در عدد رینولدز ۴۰۰۰ نسبت به حالت نوار پیچ خورده در حدود ۶ درصد نسبت به حالت نوار موج داردر ۴ حدود درصد بیشتر می باشد و نوار حلزونی در عدد رینولدز ۱۲۰۰۰ نسبت به نوار پیچ خورده در حدود ۳ درصد نسبت به حالت نوار موج داردر ۳۴ حدود درصد بیشتر می باشد.

کلیدواژه ها:

لوله ، آشفته ساز ، نانوسیال ، عدد رینولدز ، عدد ناسلت ، ضریب اصطکاک ، ضریب کارایی.