تحلیل افزایش میزان انتقال حرارت در مبدلهای پوسته و لوله مارپیچ به کمک دینامیک سیالات محاسباتی

در مقاله حاضر بررسی CFD افزایش انتقال گرما در یک مبدل پوسته- لوله همراه با لوله مارپیچ انجام شده است. آب داغ به عنوان سیال گرم در لوله افقی و آب سرد نیز از سمت پوسته وارد شده است. نقش مربوط به پارامترهای هندسه مورد استفاده بر میزان انتقال گرما بررسی و ارائه شده است. با انجام آنالیز CFD و محاسبه مقادیر مطلوب هر یک از پارامتر های مورد بررسی، توافق خوبی بین آنالیز CFD و نتایج تجربی حاصل شد. پارامترهای هندسی و عملیاتی مورد بررسی «شدت جریان های سیال های گرم و سرد، فاصله بین پیچ ها و استفاده از بفل» در جهت افزایش میزان انتقال گرما می باشند. طبق نتایج حاصل افزایش گام لوله مارپیچ باعث می شود سیال حرکت کننده درون پوسته برخوردهای کمتری با دیواره های لوله مارپیچ داشته باشند که سبب کاهش افت سرعت و افزایش میزان انتقال گرما می شود. همچنین استفاده از بفل سبب افزایش 8/3 درصدی در عدد ناسلت درون لوله می گردد. برای یک گام مشخص از لوله مارپیچ، افزایش شدت جریان سیال سرد همراه با بفل سبب افزایش نسبی 11 درصدی عدد ناسلت و افزایش گام لوله مارپیچ سبب افزایش 16/9 درصدی عدد ناسلت درون پوسته می گردد.