1- گروه مهندسی مکانیک، واحد دشتستان، دانشگاه آزاداسلامی، بوشهر، ایران ، 4160004237@iau.ir 2- گروه مهندسی مکانیک، واحد بوشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، بوشهر، ایران
چکیده: (5 مشاهده)
در تحقیق حاضر بهبود راندمان حرارتی و کاهش افت فشار در مبدل‌های حرارتی پوسته و لوله از چالش‌های اساسی در فرآیندهای صنعتی به شمار می‌رود. در این پژوهش، عملکرد هیدرودینامیکی و انتقال حرارتی یک مبدل پوسته و لوله با به‌کارگیری هندسه‌های نوین بافل‌ها (قطاعی سوراخ‌دار PSPB، مارپیچ تک‌گذر و دوگذر سوراخ‌دار PSHB و تاشو نردبانی حفره‌دار) و مقاطع مختلف دسته لوله‌ها (دایره‌ای، بیضوی و بادامکی دیمپل‌دار) به‌صورت عددی و سه‌بعدی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی مورد تحلیل و بهینهسازی قرار گرفت. هم‌چنین اثر استفاده از نانوسیالات تک و هیبریدی بر پایه آب(TiO2CuO، و Al2O3(در کسرهای حجمی مختلف و رژیم‌های جریان مختلف(Re=2000 وRe=6000) گردید. نتایج نشان داد که استفاده از بافل‌های قطاعی سوراخ‌دار، مارپیچ تک‌گذر و مارپیچ دوگذر سوراخ‌دار منجر به کاهش افت فشار در سمت پوسته به‌ترتیب به میزان ۱۷/۷٪، ۲۰٪ و ۱۴٪ در مقایسه با بافل‌های سنتی می‌شود. ترکیب بافل مارپیچ سوراخ‌دار(PSHB) با لوله‌های بادامکی، با ضریب ارزیابی انرژی(EEC)معادل ۱/۶، بالاترین بازده جامع اگزرژی و عملکردی را به همراه داشت. افزون بر این، در بافل‌های تاشو نردبانی، ساختار حفره‌دار با گام ۸۵/۷ میلی‌متر و ارتفاع ۴۰ میلی‌متر کم‌ترین افت فشار و بیش‌ترین راندمان را ثبت نمود. با تزریق نانوسیال هیبریدی در کسر حجمی ۳٪، نسبت انتقال حرارت به افت فشار(PQ/ΔP)تا ۳۱٪ نسبت به سیال پایه آب ارتقا یافت.
Marzban M, Nakisa M. Optimization and Performance Enhancement of Shell-and-Tube Heat Exchangers Using Different Segmental Baffle Arrangements and Dimpled Tube Bundles. تبدیل انرژی 2026; 13 (2) :83-103 URL: http://jeed.dezful.iau.ir/article-1-577-fa.html
مرزبان مهدی، نکیسا مهدی. بهینهسازی و افزایش عملکرد مبدل های حرارتی پوسته و لوله با چیدمان مختلف قطاعی و دسته لوله های دیمپل‌دار. مهندسی مکانیک تبدیل انرژی. 1405; 13 (2) :83-103
.jpg)
