بهینه سازی عملکرد مبدل های حرارتی مارپیچ دو لوله ای در اشکال مختلف

مبدل های حرارتی مارپیچ دو لوله ای از پرکاربردترین دستگاه های موجود در صنایع نفت و گاز، تولید برق، صنایع شیمیایی، خودروسازی، تبرید و تهویه می باشند. مبدل حرارتی مارپیچ دو لوله ای از لحاظ ساخت و تعمیر و نگهداری بسیار مورد توجه قرار گرفته است. دبی سیال سرد ۰.۰۲۹۴ مترمکعب بر ثانیه و دمای ورودی آن ۲۹۰ کلوین و در قسمت گرم از آب به عنوان سیال گرم با پنج عدد رینولدز ۱۲۰۰۰، ۱۵۰۰۰، ۱۸۰۰۰ و ۲۱۰۰۰ و ۲۴۰۰۰ با دمای ورودی ۳۵۵ کلوین استفاده شده است. برای شبیه سازی عددی از روش حجم محدود، الگوریتم سیمپل و مدل آشفتگی standard-k-ε استفاده شده است. جریان در ورودی های مبدل به صورت یکنواخت فرض شده و از شرط عدم لغزش در دیواره پوسته مبدل استفاده شده است. نتایج نشان داده است که با افزایش عدد رینولدز سیال گرم، عدد ناسلو سیال گرم از ۳۶% تا ۴۰% زیاد شده است، همچنین موجب افزایش افشار و در عین حال افزایش اختلاف دمای لگاریتمی شده است. سرعت خروجی سیال گرم در نزدیک قسمت داخلی مارپیچ، کم و در قسمت خارجی مارپیچ، زیاد است و دمای خروجی سیال گرم در مبدل با افزایش عدد رینولدز به سمت قسمت داخلی مارپیچ پیشروی کرده است.

کلیدواژه ها:

مبدل حرارتی مارپیچ دو لوله ای ، عدد ناسلو ، افشار ، اختلاف دمای لگاریتمی