مطالعه عددی عملکرد مبدل های حرارتی در حالت استفاده از نوار پیچ خورده به عنوان توربولاتور درون لوله

مبدل های حرارتی لوله ای از پرکاربردترین تجهیزات در صنایع، فرآیندی، نیروگاهی و سامانه های انرژی محسوب می شوند و ارتقای عملکرد آنها همواره یکی از چالش های اساسی در مهندسی حرارت و سیالات است. یکی از روش های متداول برای افزایش نرخ انتقال حرارت استفاده از توربولاتورهای داخلی نظیر نوار پیچ خورده است که با ایجاد آشفتگی و اختلاط بیشتر در جریان موجب بهبود ضریب انتقال حرارت می گردد. در این پژوهش مطالعه عددی عملکرد مبدل های حرارتی در صورت استفاده از نوار پیچ خورده به عنوان توربولاتور درون لوله انجام خواهد شد. شبیه سازی ها با بهره گیری از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و مدل سازی سه بعدی جریان و انتقال حرارت صورت می گیرد. انتظار می رود یافته های این تحقیق نشان دهد که استفاده از نوار پیچ خورده به طور قابل توجهی راندمان حرارتی مبدل را افزایش می دهد هر چند این امر با افزایش توان پمپاژ همراه خواهد بود. تحلیل جامع نتایج می تواند به تعیین شرایط بهینه طراحی کمک کند تا نسبت به حداکثرسازی انتقال حرارت و حداقل سازی افت فشار اقدام گردد. دستاوردهای این پژوهش قابلیت کاربرد در طراحی و بهینه سازی مبدل های حرارتی صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و نیروگاهی را داشته و می تواند به کاهش مصرف انرژی و ارتقای بهره وری سیستم های حرارتی منجر شود.

کلیدواژه ها:

مبدل حرارتی لوله ای ، نوار پیچ خورده ، توربولاتور ، افت فشار ، دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)