امکان سنجی کاهش مصرف انرژی و افزایش تبادل حرارت در مبدل پوسته و لوله با استفاده از لوله ها با سطح فرورفتگی

مبدل های حرارتی در صنایع، وظیفه مدیریت انرژی حرارتی را بر عهده دارند. با توجه به تغییرات در شرایط کاری یک صنعت که از عوامل مختلفی ازجمله میزان تولید، شرایط محیطی و سایر موارد نشات می گیرد، شرایط کاری مبدل ها در حال تغییر است. کارکرد مناسب مبدل های حرارتی در شرایط کاری مختلف، موجب جلوگیری از هدر رفت انرژی حرارتی خواهد شد. یکی از روش های افزایش کارایی حرارتی- هیدرولیکی مبدل های حرارتی، استفاده از لوله ها با فرورفتگی است. این نوع لوله ها باعث ایجاد اغتشاش در جریان داخلی لوله و به موجب آن، اختلاط و انتقال حرارت افزایش می یابد. لذا در پژوهش حاضر، عملکرد حرارتی یک لوله صاف و با فرورفتگی با استفاده از روش عددی در محدوده عدد رینولدز ۵.۰۰۰ تا ۱۵.۰۰۰ استخراج و پس ازآن با استفاده از این نتایج عملکرد حرارتی-هیدرولیکی مبدل با ساختار لوله صاف و با فرورفتگی در شرایط عملکرد مشخص به دست آمده و با یکدیگر مقایسه می شود. اختلاف ناچیز بین داده های تجربی و نتایج عددی، لوله صاف و با فرورفتگی بیانگر دقت بالای حل عددی است. مقایسه نتایج عملکرد حرارتی- هیدرولیکی دو مبدل نشان می دهد که استفاده از لوله با فرورفتگی علاوه برافزایش انتقال حرارت در مبدل سبب کاهش ۸ درصدی انرژی برق مصرفی برای پمپاژ سیال می شود.

کلیدواژه ها:

بهبود عملکرد حرارتی- هیدرولیکی ، شبیه سازی عددی ، لوله با فرورفتگی ، مبدل حرارتی ، مصرف انرژی