شبیه سازی عددی انتقال حرارت و افت فشار در مبدل حرارتی پوسته و لوله با دسته لوله بیضوی

با استفاده از تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی و به کمک نرم افزار فلوئنت، مبدل حرارتی پوسته و لوله به همراه بافل قطاعی، شبیه سازی شده و با درنظرگرفتن چند سطح مقطع بیضی با سطوح جانبی معادل برای لوله ها مورد بررسی قرار گرفته است. به همین منظور، با استفاده از نرم افزار گمبیت (Gambit) هر مدل رسم شده و با استفاده از شبکه های سه بعدی و نامنظم کوپر و تتراهیدرال شبکه بندی شده است. عملکرد دو مبدل حرارتی پوسته و لوله، یکی با مجموعه لوله های بیضوی و دیگری با مجموعه لوله های دایره ای، از نظر ضریب انتقال حرارت و افت فشار مقایسه شده و صحت نتایج آن با روش تئوری بل و به کمک نرم افزار حل کننده معادلات مهندسی، مقایسه و ارزیابی گردیده است. تلاش اصلی در این مرحله، یافتن بهترین شکل هندسی برای لوله های بیضوی کاربردی در مبدل های پوسته و لوله به عنوان ایده ای نو در میان مبدل های حرارتی بوده است تا بتواند به عنوان هدفی کاربردی در آینده مورد بهره وری قرار گیرد. نتایج حاکی از افزایش انتقال حرارت به میزان ۹/۵۹% و افزایش فشار بدون توجه به دبی سیال به میزان ۵/۹% میباشد؛ این مقدار افزایش فشار در مقایسه با افزایش انتقال حرارت قابل چشم پوشی است.

کلیدواژه ها:

Computational fluid dynamics ، Heat transfer ، Pressure drop ، Tube with an elliptical cross section. ، دینامیک سیالات محاسباتی ، انتقال حرارت ، افت فشار ، لوله با سطح مقطع دایره و بیضوی.