بهبود عملکرد حرارتی مبدل حرارتی پوسته -لوله ای حاوی نانوسیال آب-آلومینا با استفاده از بافل مارپیچی

انتقال حرارت سیالات در صنایع مختلف از جمله تهویه مطبوع، نفت و گاز از اهمیت ویژه ای برخوردار است. مبدل های حرارتی پوسته و لوله رایج ترین نوع مبدل حرارتی هستند. از راه های افزایش انتقال حرارت در مبدل حرارتی پوسته و لوله می توان به استفاده از بافل های مارپیچی و نانوسیالات اشاره نمود. موضوع تحقیق حاضر مدلسازی و شبیه سازی عددی انتقال حرارت وجابجایی در مبدل حرارتی پوسته لوله با بافل مارپیچ می باشد، به این منظور درنرم افزار سالیدورکس برای مدلسازی مبدل حرارتی پوسته لوله با بافل مارپیچ جهت شبیه سازی استفاده شده است. این مدل شامل ۷ لوله آهنی با قطر ۰.۰۴ متر و طول ۱.۷ متر، قطر پوسته ۰.۲۲ متر و طول کلی مخزن ۲ متر CFX و درنرم افزار انسیس استاندارد K-Ɛ است. این لوله ها با بافل مارپیچی نگه داشته شده اند. دراین شبیه سازی برای نشان دادن درست بودن هندسه مدلسازی شده عملکرد مناسب آن از مدل توربولانسیدر شبیه سازی و همچنین بهبود راندمان آن دو سیال آب و نانوسیال اکسید آلومینیم باکسر مولی حجمی ۴% استفاده شده است. نتایج حاصل نشان می دهند که وجود بافل مارپیچی و نانوسیال اکسید آلومینیوم در مبدل حرارتی پوسته لوله باعث افزایش حرارت شده است. همچنین استفاده از نانوسیال اکسید آلومینیوم باعث افزایش فشار خروجی آب گرم به میزان ۱۲۰.۰۹۶ پاسکال و همچنین افزایش فشار خروجی آب سرد به میزان ۳۴۷.۱۵ پاسکال نسبت به آب خالص شده است.

کلیدواژه ها:

مبدل حرارتی ، بافل مارپیچی ، نانوسیال آب/آلومینا ، انتقال حرارت