مطالعه عددی انتقال حرارت و افت فشار نانو سیال در مبدل حرارتی پوسته و لوله با بافل های مارپیچ متخلخل

در این پژوهش بافل های مارپیچ متخلخل یک مبدل حرارتی پوسته و لوله سه بعدی حاوی نانو سیال که در اندازه واقعی به صورت عددی شبیه سازی وتاثیر پارامترهای مختلف از جمله عدد رینولدز و زاویهی مارپیچ بر جریان و انتقال حرارت بررسی گردید. بدین منظور معادلات پیوستگی، مومنتم وانرژی در هندسه مبدل حرارتی مذکور با استفاده از روابط تجربی برای خواص ترموفیزیکی و ریولوژیکی نانو سیال با بکارگیری نرمافزار انسیس با روش حجم محدود بطور عددی حل شدهاند نتایج حل ع . د دی در شبیه سازی بافل های مارپیچ در محدوده رینولدز 4000 تا 20000 تطابق خوبی با داده های آزمایشگاهی نشان داد. در این شبیه سازی اثر تغییر عدد رینولدز در مقادیر مختلف تخلخل و همچنین اثر زاویه بافل مارپیچ بر جریان و انتقال حرارت مورد بررسی قرار گرفته است. مقادیر تخلخل بین 0.3 تا 1 در نظر گرفته شده است. همچنین عدد دارسی برابر10-a و نسبت ضریب هدایت محیط متخلخل به سیال برابر 100 می باشد. نتایج این پژوهش نشان داد که با افزایش زاویهی مارپیچ بافل و عدد رینولدز، عدد ناسلت افزایش می بابد و بنابراین انتقال حرارت افزایش خواهد یافت.

کلیدواژه ها:

مبدل حرارتی ، بافل مارپیچ ، نانوسیال ، محیط متخلخل ، انتقال حرارت