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.