بهبود عملکرد چرخه تبرید تراکمی با تغییر فرآیند ساخت مبدل خط مکش از آرایش مماسی به هم مرکز

در فرآیند طراحی، تولید و بهینه سازی مبدل های حرارتی مورد استفاده در چرخه های تبرید تراکمی، تحلیل دقیق انتقال حرارت و رفتار جریان سیال نقش مهمی در افزایش بازده انرژی و بهبود عملکرد سامانه ایفا می کند. یکی از چالش های اساسی در این زمینه، بررسی تاثیر تغییرات ضریب کلی انتقال حرارت بر عملکرد حرارتی مبدل و بازده نهایی چرخه تبرید است. در این پژوهش، طراحی و شبیه سازی عددی جریان و انتقال حرارت در یک مبدل حرارتی از نوع لوله موئین-خط مکش با دو آرایش هندسی مختلف، شامل آرایش مماسی و هم مرکز، به کمک نرم افزارکامسول ۵.۵ و الگوی دریفت فلاکس برای جریان دو حالتی انجام شده است. نتایج نشان می دهد که آرایش هم مرکز به دلیل کمتر بودن مقاومت حرارتی، دارای ضریب انتقال حرارت بالاتری نسبت به آرایش مماسی است. همچنین، در هر دو هندسه، افت فشار در ناحیه تک حالت به صورت خطی بوده و با ورود به ناحیه دو حالتی، به دلیل حضور افت شتابی، به شدت افزایش می یابد. در آرایش هم مرکز به دلیل بزرگ تر بودن قطر داخلی لوله موئین، افت فشار کلی کمتر بوده و پدیده خفگی جریان دیرتر از آرایش مماسی رخ می دهد. این نوع مبدل علاوه بر جلوگیری از برگشت مایع مبرد به متراکم کننده، موجب کاهش کیفیت بخار ورودی به تبخیرکننده و در نتیجه افزایش بازده آن می گردد. براساس نتایج شبیه سازی، ضریب انتقال حرارت در آرایش هم مرکز به طور میانگین تا چهار برابر بیشتر از آرایش مماسی اندازه گیری شد. نتایج این تحقیق می تواند مبنایی برای طراحی بهینه مبدل های حرارتی در سامانه های سرمایشی و تهویه مطبوع باشد.

کلیدواژه ها:

عملکرد چرخه تبریدی ، جریان تک حالتی- دو حالتی ، مبدل حرارتی خط مکش ، ضریب انتقال حرارت