بررسی تغییرات ضریب انتقال حرارت جابجایی آزاد سطح بیرونی لوله های مارپیچ در راستای طولی و شعاعی

لوله های مارپیچ سطح جانبی بزرگتری نسبت به لوله های ساده داشته و به همین دلیل در شرایط یکسان حرارت بیشتری را نسبت به این لوله ها انتقال می دهند. امروزه استفاده از این لوله ها در بخش های مختلف صنعت به ویژه صنایع داروسازی رواج زیادی یافته است. مطالعه حاضر با استفاده از حل عددی و در شرایط ناپایا به بررسی تغییرات ضریب انتقال حرارت جابجایی آزاد سطح بیرونی این لوله ها با تغییرات طول و شعاع انحنا می پردازد. در این مطالعه لوله مارپیچ در داخل یک مخزن که دارای سیال ساکن سرد می باشد، به صورت عمودی قرار گرفته و با عبور جریان سیال گرم از داخل لوله، انتقال حرارت بین دو سیال صورت می پذیرد. برای انجام مطالعه حاضر از 27 لوله مارپیچ با هندسه های مختلف استفاده شده است. هندسه مسئله با استفاده از نرم افزار گمبیت نسخه 2.3.16 به صورت سه بعدی شبیه سازی شده و معادلات انرژی، مومنتوم، پیوستگی و اغتشاش با استفاده از نرم افزار فلوئنت نسخه 6.3.26 برای هندسه مورد نظر حل شده اند. نتایج به دست آمده نشان می دهند که در شرایط ناپایا ضریب انتقال حرارت جابجایی آزاد سطح بیرونی لوله مارپیچ با دور شدن از دهانه ورودی لوله ثابت می ماند. همچنین مشخص می شود که در نزدیکی دهانه انتهایی لوله نقاطی که دارای شعاع انحنای کوچکتری هستند ضریب انتقال حرارت جابجایی کوچکتری را نیز دارند. نتایج به دست آمده می توانند در تعیین هندسه مناسب برای لوله های مارپیچ، در شرایط کارکردی مورد نظر مورد استفاده قرار گیرند.

کلیدواژه ها:

لوله مارپیچ ، ضریب انتقال حرارت جابجایی ، انتقال حرارت جابجایی آزاد ، شعاع انحنای لوله مارپیچ