بهینه سازی پارامتریک مبدل حرارتی فین دار جهت بازیابی گرمای اتلافی اگزوز

در این مقاله به بررسی بازیافت گرمای خروجی از موتور توسط مبدل حرارتی فین دار پرداخته میشود. این مبدل حرارتی برای پیش گرم کردن جریان هوای سرد ورودی به موتور ا ستفاده میگردد که موجب افزایش راندمان موتور و در نتیجه کاهش سوخت میگردد. در این مطالعه به بررسی پارامترهای مبدل با استفاده از دینامیک سیالات عددی پرداخته شده است. نرم افزار فلوینت جهت شبیه سازی استفاده شده است که این نرم افزار معادلات بقا، مومنتوم و انرژی را بر روی المان های حجم محدود حل مینماید. مدل مبدل انتخاب شده از نوع جریان متقاطع است. نتایج نشان میدهد که هر چه زاویه بین دو پره بیشتر میشود سرعت گردابه جریان هوا نیز افزایش یافته است. به طور کلی افزایش تعداد ردیف مبدل، افت ف شار مبدل را افزایش میدهد. این افزایش افت ف شار میتواند موجب کاهش انرژی جریان و در نهایت کم شدن سرعت جریان هوا و انتقال انرژی کمتر شود. کاهش ارتفاع پره هرچند موجب کاهش سطح تماس میگردد که بر روی انتقال حرارت تاثیر منفی دارد و این موضوع از تعداد پره بیشتر از ده مشاهده میگردد، ولی با افزایش تعداد ردیف ها از 6 تا 10 ردیف، اثر انتقال پر انرژی تر جریان از صفحه پایین به صفحه بالایی مبدل موجب میگردد نرخ انتقال حرارت بالاتر برود و این اثر غالب تر از اثر سطح تماس باشد. با افزایش زاویه بین پره ها در ابتدا نرخ انتقال حرارت افزایش مییابد. زوایه سی درجه پره بیشترین مقدار نرخ انتقال حرارت را دارد، در ادامه با افزایش زاویه مقدار انتقال حرارت شروع به افت میکند. بررسی دمای هوای خروجی از مبدل نشان میدهد که در حالت بهینه میزان دمای هوای خروجی تا 37 درجه افزایش دا شته ا ست و به طور میانگین به 42 درجه ر سیده ا ست که دمای منا سبی برای احتراق موتور است. این مطلب نشان دهنده مفید بودن پیش گرمایش هوا با استفاده از مبدل گرمای اگزوز است.

کلیدواژه ها:

مبدل حرارتی فین دار ، انتقال حرارت ، اثر زاویه فین ، بازیافت گرمای اگزوز