طراحی و تحلیل عددی یک مبدل حرارتی پوسته لوله پره‌گذاری‌شده برای کاربرد در موتور یک بالگرد خاص

نویسندگان

1 عضو هیات علمی / دانشگاه امام علی (ع)، تهران، ایران

2 عضو هیات علمی / دانشکده مهندسی، دانشگاه امام علی، تهران، ایران

3 دانشجوی کارشناسی ارشد / دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی قم

doi
چکیده

برخی هلیکوپترهای ارتش ایران که سال‌هاست استفاده می‌شود و فرسوده شده‌است، نیاز به تعمیر یا تعویض برخی قطعات آن را دارد. از جمله مبدل حرارتی که در این مقاله به صورت پوسته و لوله برای انتقال حرارت بین دو سیال مختلف که در هلیکوپترها، پهپادها و هواپیماها استفاده می‏شود، به‌صورت سه‏بعدی شبیه‏سازی شده‌است. سیال جاری در پوسته، روغن MIL-PRF 23699 و سیال جاری در لوله‏ها، سوخت JP-4 است. در این پروژه لوله‌ها به‌صورت U شکل و پره‌دار طراحی شدند تا انتقال حرارت بیشتری ایجاد شود و با استفاده از نرم‌افزار Aspen طراحی به گونه‌ایی انجام‌شده که طول کمتر و وزن کمتری داشته باشد تا وزن و ابعاد مبدل حرارتی مورداستفاده در هلیکوپتر کمتر و راندمان بالاتری داشته باشد. در این شبیه‏سازی‏ اثر تغییر هندسه لوله‏ها، دبی جرمی سوخت و روغن بر پارامترهای انتقال حرارت و هیدرولیکی مبدل بررسی‌شده‌است. لوله‏های انتخاب‌شده برای مبدل حرارتی شامل دو نوع بدون پره و پره‏دار می‌باشد و طراحی این نوع لوله‌های پره‌دار با سایر کارها متمایز شده‌ست. نتایج حاصل از این شبیه‏سازی نشان می‏دهد که نرخ انتقال حرارت بین سوخت و روغن برای مبدل حرارتی با لوله‏های پره‏دار(7400وات)، حدود 12 درصد بیشتر از حالت بدون پره(6600وات) است. همچنین کاهش دبی جرمی روغن واردشده به پوسته موجب افزایش بازدهی مبدل حرارتی می‏شود. نتایج این شبیه‏سازی‏ می‏تواند برای طراحی مبدل‏های حرارتی پوسته و لوله با ظرفیت‏های مختلف استفاده شود.