بررسی عددی اثرات گام پره، گام‌های عرضی، طولی و تعداد آن در یک مبادله‌کن حرارتی پره صفحه‌ای با لوله تخت

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی شهید نیک‌بخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

2 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی شهید نیک‌بخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

doi
چکیده

در کار حاضر اثرات گام پره، گام‌های عرضی و طولی لوله و همچنین تعداد گام طولی در یک مبادله‌کن حرارتی پره صفحه‌ای با لوله تخت مورد بررسی قرار گرفت. جریان سیال آرام، دایم و تراکم‌ناپذیر فرض شد. معادلات پیوستگی، مومنتوم و انرژی برای جریان سیال و معادله هدایت برای پره با استفاده از روش عددی حجم محدود حل شد. نتایج بی‌بُعد نشان داد که افزایش گام پره سبب ۱۳۲/۶۸% افزایش ضریب j کلبورن و ۱۳۵۳% کاهش ضریب اصطکاک f می‌شود. همچنین افزایش گام عرضی باعث ۲۰۳/۸۳% افزایش ضریب j و ۲۴/۲۲% کاهش ضریب f می‌شود. با افزایش گام طولی لوله، ضریب j ۸۴% و ضریب f ۳۲% کاهش می‌یابد. نتایج بُعددار نشان داد که با افزایش گام پره مقدار انتقال حرارت ۲/۲% کاهش و عملکرد حرارتی، ۷۵% افزایش می‌یابد. افزایش گام عرضی لوله، باعث افزایش انتقال حرارت و عملکرد حرارتی به ترتیب ۳۴۱%و ۲۵۵% می‌شود. افزایش گام طولی لوله سبب ۷۱% کاهش انتقال حرارت و ۷۹% کاهش عملکرد حرارتی می‌شود. افزایش تعداد گام طولی لوله، N، سبب افزایش نرخ انتقال حرارت می‌شود؛ ولی برای ۲۸<N تغییر محسوسی در افزایش انتقال حرارت مشاهده نمی‌شود. بنابراین از نظر انتقال حرارت، ۲۸<N پیشنهاد نمی‌شود. بیشترین عملکرد حرارتی در ۵=N حاصل می‌شود و در ۵<N عملکرد حرارتی کاهش می‌یابد.