بهبود عملکرد چرخة تبرید تراکمی با تغییر فرآیند ساخت مبدل خط مکش از آرایش مماسی به هممرکز
نویسندگان
1 طراحی مهندسی و خودکفایی سیستم خنککاری، شرکت ساپکو، تهران، ایران
2 طراحی مهندسی و خودکفایی سیستم خنککاری، شرکت ساپکو، تهران، ایران
3 طراحی مهندسی و خودکفایی سیستم هوارسانی، شرکت ساپکو، تهران، ایران
doi
10.22034/er.2025.2056805.1082چکیده
در فرآیند طراحی، تولید و بهینهسازی مبدلهای حرارتی مورد استفاده در چرخههای تبرید تراکمی، تحلیل دقیق انتقالحرارت و رفتار جریان سیال نقش مهمی در افزایش بازده انرژی و بهبود عملکرد سامانه ایفا میکند. یکی از چالشهای اساسی در این زمینه، بررسی تأثیر تغییرات ضریب کلی انتقال حرارت بر عملکرد حرارتی مبدل و بازده نهایی چرخه تبرید است. در این پژوهش، طراحی و شبیهسازی عددی جریان و انتقال حرارت در یک مبدل حرارتی از نوع لولة موئین-خط مکش با دو آرایش هندسی مختلف، شامل آرایش مماسی و هممرکز، به کمک نرمافزارکامسول 5.5 و الگوی دریفت فلاکس برای جریان دوحالتی انجام شده است. نتایج نشان میدهد که آرایش هممرکز به دلیل کمتر بودن مقاومت حرارتی، دارای ضریب انتقال حرارت بالاتری نسبت به آرایش مماسی است. همچنین، در هر دو هندسه، افت فشار در ناحیة تکحالت به صورت خطی بوده و با ورود به ناحیة دوحالتی، به دلیل حضور افت شتابی، به شدت افزایش مییابد. در آرایش هممرکز به دلیل بزرگتر بودن قطر داخلی لولة موئین، افت فشار کلی کمتر بوده و پدیدة خفگی جریان دیرتر از آرایش مماسی رخ میدهد. این نوع مبدل علاوه بر جلوگیری از برگشت مایع مبرد به متراکمکننده، موجب کاهش کیفیت بخار ورودی به تبخیرکننده و در نتیجه افزایش بازده آن میگردد. براساس نتایج شبیهسازی، ضریب انتقال حرارت در آرایش هممرکز بهطور میانگین تا چهار برابر بیشتر از آرایش مماسی اندازهگیری شد. نتایج این تحقیق میتواند مبنایی برای طراحی بهینه مبدلهای حرارتی در سامانههای سرمایشی و تهویه مطبوع باشد.
