بررسی عددی و آنالیز اگزرژی استفاده از لوله شیاردار در مبدل پوسته و لوله مارپیچ: اثر پارامترهای هندسی لوله شیار دار بر عملکرد مبدل

در این مطالعه به منظور افزایش انتقال حرارت نوع جدیدی از مبدل با ترکیب مبدل پوسته و لوله مارپیچ با لوله شیاردار طراحی شد . در این نوع مبدل در بخش کویل به جای لوله ساده از لوله موجدار استفاده شده است. لوله های موجدار با ایجاد جریان ثانویه موجب افزایش انتقال حرارت میشوند و کاربرد وسیعی در مبدلهای دو لوله ای دارند. به منظور ارائه شکل بهینهای از مبدل موردنظر، چهار پارامتر دبی سمت پوسته، دبی سمت لوله، اندازه زبری لوله تابیده شده و تعداد دور ماریپچ لوله در مقادیر مختلف با طرح آزمایش تاگوچی مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه مدلسازی عددی با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت انجام شده است و برای مدلسازی آشفتگی از مدل k-ε استفاده شد. با توجه به نتایج به دست آمده از مدلسازی بهترین هندسه کویل مارپیچ با تعداد دور 50 و زبری 4 میلیمتر است که با انتقال حرارت بیشتر همراه است. همچنین بر اساس آنالیز اگزرژی صورت گرفته با استفاده از لوله مارپیچ تابیده شده در کویل اتلاف اگزرژی بین 12 تا 24 درصد در شرایط مختلف کاهش پیدا میکند که این کاهش در رینولدزهای پایین بیشتر می باشد.

کلیدواژه ها:

مبدل پوسته و لوله مارپیچ ، لوله شیاردار ، روش عددی ، آنالیز اگزرژی ، طرح آزمایش تاگوچی.