مدل سازی سه بعدی سیستم سرمایش تبخیری نقطه شبنمی با شرط مرزی ارتقاءیافته و در نظر گرفتن اثر ناحیه ورودی

در مقاله حاضر به مدل سازی عددی سیستم نقطه شبنمی به عنوان یک جایگزین برای سیستم های سرمایشی موجود پرداخته شده است. برخلاف مدل های متداول پیشین که با فرض دما ثابت و یا شار ثابت بر روی دیواره جداکننده توسعه یافته اند در مدل حاضر شرط مرزی واقعی محاسبه می شود. محاسبه شرط مرزی واقعی منجر به یافتن توزیع حقیقی دما و نسبت رطوبت بر روی دیواره می گردد به طوری که در هر نقطه روی دیواره مجموع شار حرارتی جریان های دو کانال برابر با گرمای نهان تبخیر باشد. شرط مرزی واقعی با حل هم زمان معادلات مومنتوم، انرژی و انتقال جرم به صورت کوپل شده بر روی دیواره جداکننده حاصل می شود. همچنین با توسعه مدل سه بعدی و در نظر گرفتن اثر ناحیه ورودی، دقت مدل افزایش یافته است. مدل توسعه یافته با استفاده از شرط مرزی ارتقاءیافته توزیع دما و نسبت رطوبت را در کل سیستم تخمین می زند. تخمین به دست آمده از دمای عرضه سیستم در شرایط محیطی مختلف با داده های آزمایشگاهی مقایسه شده و نتایج نشان می دهد بیشینه خطای موجود ۳.۳% است. سپس به تحلیل پارامتریک سیستم پرداخته شده و اثر سرعت هوای ورودی، نسبت هوای بازگشتی، ضخامت و طول کانال بر دمای عرضه، کارایی نقطه شبنمی، ظرفیت سرمایشی و افت فشار سیستم مطالعه گردید. نتایج نشان می دهد افزایش طول کانال و نسبت هوای بازگشتی و کاهش ضخامت کانال و سرعت ورودی هوا موجب بهبود کارایی نقطه شبنمی سیستم شده ولی افت فشار و هزینه اولیه را افزایش داده و ظرفیت سرمایشی را کاهش می دهد.

کلیدواژه ها:

Indirect evaporative cooling ، Dew-point coolers ، Numerical Modeling ، Heat Transfer ، mass transfer ، سرمایش تبخیری غیرمستقیم ، سرمایش تبخیری نقطه شبنمی ، مدل سازی عددی ، انتقال جرم و حرارت