مطالعه عددی و شبیه سازی انتقال حرارت و افت فشار در مبدل حرارتی مارپیچ دو لوله ای در هندسه های مختلف

مبدل حرارتی وسیله ای برای تبادل گرما بین دو یا چند سیال است. مبدل حرارتی مارپیچ دو لوله ای از دو سری لوله مارپیچ که در یکدیگر قرار گرفته است تشکیل شده است. جهت جریان سیال در این پژوهش به صورت جریان مخالف است و قسمت ورودی و خروجی سیال در این مبدل حرارتی به صورت مخالف است. سیال عامل در این پژوهش آب است که در سرعت های ثابت ۱/۰، ۱۵/۰، ۲/۰ و ۲۵/۰ کیلوگرم بر ثانیه برای ناحیه لوله داخلی و لوله خارجی در نظر گرفته شده است. برای حالت های مختلف در هندسه این پژوهش، لوله داخلی این مبدل حرارتی تغییر کرده و در شکل های مربع، شش ضلعی، لوزی، دایره و مثلث مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داده که مدل دوم با هندسه لوله داخلی شش ضلعی و هندسه چهارم با لوله داخلی دایروی بهترین عملکرد حرارتی را نسبت به مدل های دیگر داشته اند. مدل چهارم با ۹ درصد بهبود عملکرد و مدل دوم با ۷ درصد بهبود عملکرد مواجه بوده اند. همچنین افت فشار هر دو مدل مناسب است و اما کمترین افت فشار مربوط به مدل پنجم است. همچنین منطقی است که عدد ناسلت در مدل دوم و چهارم، مقدار بیشینه است و می توان گفت عدد ناسلت برای مدل چهارم ۳ درصد باالتر از مدل دوم است.

کلیدواژه ها:

مبدل حرارتی دو لوله ای ، لوله فین دار ، عملکرد حرارتی ، افت فشار ، جریان سیال