بررسی عددی تاثیر هندسه مبدل صفحه ای بر عملکرد آن

در این مطالعه اثر هندسه مبدل حرارتی صفحه ای بر روی تغییرات دمای سیال، انتقال حرارت، ضریب انتقال حرارت، کلی ضریب کارایی مبدل حرارتی، افت فشار عبوری از مبدل حرارتی و NTU در مبدل حرارتی به صورت عددی بررسی شده است. بدین منظور مبدل حرارتی صفحه ای به صورت سه بعدی و سیال کاری، آب مدل سازی شده است. اثر تغییرات پارامترهای مختلف محاسبه شده است. ابعاد مبدل حرارتی ۵۰×۲۵ سانتی متر می باشد و مبدل به صورت صفحات موجدار با زاویه های مختلف ۵، ۱۵، ۳۰، ۴۵ و ۶۰ درجه انتخاب شده است. مبدل حرارتی شامل دو کانال سیال سرد و گرم است که هر جریان با دو دبی مختلف ۰/۰۴ و ۰/۰۲ کیلوگرم بر ثانیه بررسی شد. برای حل رژیم جریان آشفته از مدل k - ε در نرم افزار انسیس فلوئنت استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که بیشترین تغییرات دما، ضریب کارایی مبدل حرارتی و NTU در مبدل با زاویه غیر هم راستا در حالت زاویه ۶۰ درجه و دبی پایین جریان یعنی ۰/۰۲ کیلوگرم بر ثانیه اتفاق می افتد؛ ولی حداکثر میزان انتقال حرارت مبدل و ضریب کلی انتقال حرارت در دبی ۰/۰۴ کیلوگرم بر ثانیه در حالت غیر هم راستا و زاویه ۶۰ درجه رخ می دهد. درصد تغییرات دما، میزان انتقال حرارت و ضریب کلی انتقال حرارت در حالت مبدل غیر هم راستا بیش از هم راستا و حالت غیر فشرده بیش از فشرده و حالت دبی ۰/۰۴ بیش از ۰/۰۲ کیلوگرم بر ثانیه است. همچنین در مبدل غیر هم راستا علی رغم افزایش عملکرد حرارتی مبدل نسبت به افزایش زاویه اعوجاج، شاهد افت عملکرد مبدل حرارتی در زاویه ۴۵ درجه هستیم.

کلیدواژه ها:

مبدل حرارتی صفحه ای ، انتقال حرارت ، اعوجاج ، صفحات ، افت فشار