بررسی عددی عملکرد مبدل حرارتی گاز-مایع پکیج حرارتی خانگی

مبدل های حرارتی یکی از تجهیزات کاربردی در صنایع گوناگون از جمله تهویه مطبوع می باشد؛ بنابراین مطالعه عملکرد ترموهیدرولیکی این تجهیزات دارای اهمیت بسزایی است که به هدف افزایش راندمان آن ها صورت می گیرد. یکی از راه های افزایش راندمان این تجهیزات، استفاده از مولد های گردابه ای و یا تغییر در هندسه ساختاری این مبدل ها است. در این پژوهش به بررسی مبدل حرارتی پره-لوله پرداخته شده که یکی از انواع مبدل های حرارتی بکار رفته در پکیج های خانگی می باشد. با استفاده از نتایج حاصل شبیه سازی در نرم افزار تجاری فلوئنت به بررسی تاثیر مولفه های سرعت سیال، گام، ضخامت و عمق پره بر انتقال حرارت و افت فشار پرداخته شده است. نتایج حل عددی نشان می دهند که با افزایش سرعت مقدار ضریب اصطکاکی f و ضریب کولبرن j کاهش می یابد. همچنین با تغییر گام، عمق و ضخامت پره، نسبت به هندسه پره اولیه به کار رفته در مبدل اصلی پکیج های خانگی، ضریب اصطکاک کاهش می یابد. با افزایش گام و ضخامت ضریب کولبرن نسبت به پره پایه افزایش و با افزایش عمق این ضریب کاهش می یابد. نتایج حاصل از شبیه سازی عددی نشان می دهند که بیشترین و کمترین مقدار f به ترتیب برابر با ۰۵۷۵۹۴/۰ برای پره BIQ در سرعت ۸ متر بر ثانیه و ۰۳۹۱۷۳/۰ برای پره BIP در سرعت ۱۲ متر بر ثانیه می باشد. مقدار j در پره BHQ در سرعت ۸ متر بر ثانیه، ۰۱۵۸۸۶/۰ و پره AIQ در سرعت ۱۲ متر بر ثانیه، ۰۱۱۹۳۳/۰ به ترتیب دارای بیشترین و کمترین مقدار می باشند. پره BIP در سرعت ۱۲ متر بر ثانیه با نسبت j به f برابر با ۳۱۲/۰ نسبت به سایر هندسه های مورد بررسی، بهینه تر می باشد.

کلیدواژه ها:

مبدل های حرارتی ، مبدل پره-لوله ای ، پره شکاف دار ، پره دارای برآمدگی ، حل عددی ، فلوئنت