مدلسازی عددی عملکرد مبدل حرارتی پوسته و لوله با لوله های بیضوی

با استفاده از تکنیک دینامیک سیالات محاسباتیCFD و به کمک نرم افزارFluentمبدل حرارتی با در نظر گرفتن چندسطح مقطع برای لولهها بیضوی، با سطح جانبی یکسان، شبیهسازی شد و مورد بررسی قرار گرفت. به همین منظور بااستفاده از نرم افزارGambitهر مدل رسم شد و با استفاده از مشهای 3 بعدی و نامنظم کوپر و تتراهیدرال شبکهبندی شد. عملکرد 2 مبدل حرارتی پوسته و لوله، به همراه بافل، یکی بامجموعه بهینه لوله های بیضوی و دیگری با مجموعه لوله های دایروی از نظر ضریب انتقال حرارت و افت فشار مقایسه شد و صحت نتایج آن با روش تئوریBellو به کمک نرم افزارEESمورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت. تلاش اصلی در این مرحله، یافتن بهترین شکل هندسی برای لولههای بیضوی کاربردی در مبدل های پوسته و لوله به عنوان ایدهای نو در میان مبدلهای حرارتی بود تا بتواند به عنوان هدفی کاربردیدر آینده مورد بهره وری قرار گیرد. همچنین در این پروژه سعی شده است تا حالت بهینهای برای زاویه دسته لوله نسبت به افق به دست آید ولی به دست آوردن یک زاویه بهینه منحصر به فرد به دلیل وابستگی این زاویه به شرایط جریان امکانپذیر نمیباشد. ضریب انتقال حرارت به ازای مبدل حرارتی با لوله بیضی بهینه در زوایای مختلف به دست آمد. نتایج حاکی از افزایش انتقال حرارت به میزان59/9درصدوافزایش فشاربدون توجه به دبی 9/5درصد میباشد که این افزایش فشار درمقایسه با افزایش انتقال حرارت قابل چشم پوشی است

کلیدواژه ها:

لوله با سطح مقطع دایره و بیضوی ، دینامیک سیالات محاسباتی ، انتقال حرارت ، افت فشار