بهبود عملکرد مبدل حرارتی لوله در لوله در آب شیرین کن تراکم بخار و ارایه رابطه نیمه تجربی عدد ناسلت

شیرین سازی آب به روش تراکم بخار یکی از روش های موثر در مقیاس کوچک می باشد. این نوع آب شیرین کن دارای دو جریان خروجی گرم است. از این جریان ها در یک مبدل حرارتی برای پیش گرم نمودن آب تغذیه ورودی استفاده می شود. در این پژوهش مبدل حرارتی لوله در لوله به عنوان پیش گرم کن حرارتی با تعداد لوله های داخلی متفاوت، طراحی و ساخته شد. این مبدل شامل تعدادی لوله داخلی است، هر یک از لوله ها مسیری جداگانه برای یک جریان گرم است. آزمایش ها برای مبدل با یک، دو و سه لوله داخلی انجام شد. میزان دبی ۳۰ تا ۱۲۰ لیتر در ساعت در لوله بیرونی و ۲۰ تا ۹۰ لیتر در ساعت در لوله های داخلی در نظر گرفته شده است. نتایج نشان داد با افزایش تعداد لوله های داخلی از یک به سه، ضریب انتقال حرارت ۲۹ درصد افزایش می یابد. اما کاهش قطر هیدرولیکی معادل لوله بیرونی به میزان ۳۸.۴ درصد ، موجب شد، ناسلت میانگین ۲۲ درصد کاهش یابد. برای تعیین تعداد لوله داخلی معیار ضریب بی بعد بهبود عملکرد به صورت نسبت تغییرات نرخ انتقال حرارت به توان لازم برای پمپاژ جریان تعریف شد. بررسی عملکرد مبدل نشان داد که افزایش تعداد لوله های داخلی از ۱ به ۲ موجب بهبود عملکرد می شود. اما در افزایش تعداد لوله های داخلی از ۲ به ۳ تاثیر قابل ملاحظه ای بر عملکرد مبدل مشاهده نمی شود .در پایان یک رابطه نیمه تجربی برای عدد ناسلت میانگین در مبدل با دو لوله داخلی که بهترین گزینه برای استفاده در آب شیرین کن، در این محدوده از دبی می باشد، ارایه گردید.

کلیدواژه ها:

tube-tube heat exchanger ، Vapor compression ، Desalination system ، Heat Transfer Coefficient ، مبدل حرارتی لوله در لوله ، تراکم بخار ، آب شیرین کن ، ضریب انتقال حرارت