اثر عامل های هندسی و جریان بر راندمان مبدل حرارتی پوسته و کویل با استفاده از نانوسیال

مبدل های حرارتی پوسته و لوله از پرکاربردترین دستگاه های حرارتی هستند. مبدل های حرارتی کویل مارپیچ ویژگی های انتقال حرارت بهتری نسبت به لوله مستقیم ارائه می دهند. اخیرا نانوسیال ها به دلیل خواص ترموفیزیکی بهبودیافته توجه محققان را به خود جلب کرده اند. این مطالعه، تحلیل عددی جامعی بر تاثیر عامل های هندسی و جریان بر عملکرد حرارتی مبدل حرارتی در حضور نانوسیال ارائه می دهد. مدل محاسباتی سه بعدی با گام کاهشی در جهات افقی و عمودی توسعه یافت و با پیکربندی های گام ثابت معمولی مقایسه شد. عامل های حرارتی - هیدرولیکی با استفاده از نرم افزار انسیس - فلوئنت تحلیل شدند. این تحقیق نشان می دهد استفاده از گام مارپیچ کاهشی عدد ناسلت و ضریب انتقال حرارت را حدود ۱۵-۲۰٪ افزایش می دهد، درحالی که افت فشار مرتبط تنها ۵-۸٪ افزایش می یابد. علاوه بر این، به کارگیری نانوسیال آب - تیتانیوم اکسید، راندمان حرارتی کلی را تا ۱۲٪ نسبت به سیال پایه بهبود بخشید. این نتایج تایید می کنند که ترکیب هندسه مارپیچ بهینه شده با نانوسیال های مناسب می تواند عملکرد انتقال حرارت مبدل های حرارتی پوسته و کویل را به طور قابل توجهی ارتقا دهد و بینش های ارزشمندی برای طراحی کارآمد انرژی ارائه کند

کلیدواژه ها:

مبدل حرارتی پوسته و کویل ، شبیه سازی عددی ، گام کاهشی ، عملکرد حرارتی ، نانوسیال آب – TiO۲ و آب – Al۲O۳