تحلیل آزمایشگاهی انرژی و اگزرژی اثر شار حرارتی یکنواخت و پله ای بر انتقال حرارت روی یک لوله با مقطع دایره ای

بهبود انتقال حرارت در صنایع مختلف و مشخصا در مبدل های حرارتی کاربرد فراوان دارد. بهینه سازی انتقال حرارت در مقابل عدم افزایش انرژی مورد نیاز پمپاژ، منتج به افزایش راندمان کل در سیستم های مختلف خواهد شد. در این پژوهش بررسی جریان سیال و انتقال حرارت جابجایی اجباری در رژیم جریان آرام توسعه یافته هیدرودینامیکی، در یک لوله افقی و تحت شارهای حرارتی یکنواخت و پله، به صورت آزمایشگاهی مورد توجه است. تاثیر استفاده از سه مدل مختلف اعمال شار حرارتی یکنواخت، پله صعودی و پله نزولی بر انتقال حرارت و جریان سیال، بررسی می گردد. مطالعه تاثیر پارامترهای مختلف بر مشخصه های انتقال حرارت و جریان سیال در مدل-های مختلف اعمال شارهای حرارتی، گزارش شده است. آنالیز عدم قطعیت صورت گرفته و حداکثر مقدار قابل قبول ۱.۸ درصد بدست آمده است. در این مقاله برای اعتبار سنجی، بررسی نتایج اولیه در قیاس با رابطه معروف شاه و لاندن صورت گرفته است و تطابق نتایج آزمایشگاهی و تحلیلی با حداکثر خطای ۸.۵ درصد گزارش شده است. در این پژوهش دو رویکرد تحلیل انرژی و اگزرژی مورد توجه قرار دارد و در تحلیل با رویکرد انرژی، بهبود ضریب انتقال حرارت جابجایی اجباری ۱۹.۳ و ۲۲.۳ درصد به ترتیب برای مدل دو و سه نسبت به مدل شماره یک بدست آمده و در تحلیل اگزرژی، مقادیر بازگشت ناپذیری ۰.۰۸۸۷، ۰.۱۰۳۷ و ۰.۰۸۰۷ به ترتیب برای مدل های یک، دو و سه گزارش شده است. نتایج نشان می دهد که مدل شماره سه دارای بیشترین مقدار متوسط ناسلت و کمترین مقدار تولید آنتروپی است

کلیدواژه ها:

Heat flux ، Heat transfer coefficient enhancement ، Fluid flow ، Exergy ، Energy ، شار حرارتی ، بهبود ضریب انتقال حرارت ، جریان سیال ، اگزرژی ، انرژی