مقایسه عملکرد حرارتی-هیدرولیکی کانال های مارپیچ با سطح مقطع دایره ای، مثلثی و مربعی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی

در این مطالعه، عملکرد حرارتی-هیدرولیکی کانال های مارپیچ با طول های یکسان و با 3 سطح مقطع مختلف بررسی شد. طول مسیر جریان در همه کانال ها 3/5986 متر و قطر هیدرولیکی آن ها 0/01 متر بود. سطح مقطع های مورد مطالعه، دایره ای، مثلثی و مربعی بودند. مطالعه در محدوده رینولدزهای 30000 تا 60000، برای شرایط مرزی دمای دیواره ثابت 353 کلوین و دمای سیال آب ورودی 298 کلوین انجام شد و جریان های آشفته کاملا توسعه یافته بودند. برای مدلسازی مدل کا-اپسیلون استاندارد انتخاب شد. در کانال های مارپیچ نسبت شعاع لوله ها به شعاع انحنای لوله ها 0/1 و تعداد گام های انحنا در همه آن ها برابر با 10 بود. پس از مدل سازی و بررسی خروجی ها، هیچکدام از کانال ها بطور همزمان بهترین عملکرد حرارتی و هیدرولیکی را نداشتند. کانال دایره ای بهترین عملکرد حرارتی (بیشترین دمای سیال خروجی)، کانال مربعی بهترین عملکرد هیدرولیکی (کمترین افت فشار) و کانال مثلثی ضعیف ترین عملکرد را در هردو حالت داشتند.

کلیدواژه ها:

انتقال حرارت ، افت فشار ، مبدل حرارتی ، کانال مارپیچ ، دینامیک سیالات محاسباتی