بررسی عددی جریان و انتقال حرارت در یک لوله دما ثابت بر اثر تغییرهندسه پره مارپیچ متخلخل

در این مطالعه مشخصات جریان و انتقال حرارت درون یک لوله تبادل کننده حرارت با سطح دما ثابت، مجهز به پره مارپیچ متخلخل با سیال عامل هوا در رژیم جریان آرام بصورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. تاثیر پارامترهای ضخامت و گام پره متخلخل، عدد دارسی و عدد رینولدز بر عدد ناسلت، ضریب اصطکاک و ضریب عملکرد بررسی شده است. نتایج نشان می دهد با افزایش ضخامت و گام پره متخلخل به ترتیب، ناسلت، ضریب اصطکاک و ضریب عملکرد افزایش و کاهش می یابند. همچنین با افزایش دارسی ناسلت افزایش یافته و ضریب اصطکاک کاهش می یابد، بنابراین ضریب عملکرد بصورت قابل توجهی افزایش می یابد. با افزایش دارسی جریان درون لوله مشابه جریان درون لوله بدون پره می شود با این تفاوت که در محل پره هدایت حرارتی بسیار بالای پره منجر به افزایش نرخ انتقال حرارت می شود. در گام پره برابر ۵۰ میلیمتری، ضخامت پره برابر ۱۶ میلیمتری، عدد دارسی برابر ۱/۰ و رینولدز برابر ۱۰۰۰، عدد ناسلت و ضریب اصطکاک نسبت به لوله خالی به ترتیب ۸۲/۵۴۳% و ۲۱/۱۶% افزایش می یابد و موجب دستیابی به ماکزیمم ضریب عملکرد ۱۲۴/۶ می شود.

کلیدواژه ها:

انتقال حرارت ، متخلخل ، پره ، ضریب عملکرد ، عدد دارسی ، عدد ناسلت ، عدد رینولدز