بررسی آزمایشگاهی تاثیر گردابه و چرخش سیال برانتقال حرارت و افت فشار در مبدل های حرارتی

در مبدل های حرارتی افزایش ضریب انتقال حرارت باعث کاهش حجم و هزینه های مبدل می شود. یکی از راه های افزایش ضریب انتقال حرارت، تحریک جریان است، بدین صورت که با استفاده از موانعی جریان را دچار آشفتگی و چرخش کرده که باعث ایجاد تغییر در پروفیل سرعت و افزایش ضریب انتقال حرارت می شود. برای انجام آزمایش، یک مبدل دولوله طراحی و ساخته شد که در سمت پوسته آب به عنوان سیال گرم و در سمت لوله هوا به عنوان سیال سرد قرار دارد. در سمت لوله موانع مختلفی جاگذاری شده و اثر آن بر میزان انتقال حرارت و افت فشار در محدوده ی عدد رینولدز 5000 تا 25000 بررسی شد. موانع آزمایش شده شامل دیسک، حلقه ی داخلی، رینگ تخت، مخروط، رینگ حلقوی و مارپیچ میباشد. برای تحلیل و تفسیر نتایج آزمایشگاهی از شبیه سازی عددی به کمک نرم افزار فلوئنت استفاده شد. نتایج نشان می دهد که هرچه گردابه های ایجاد شده به دیواره نزدیکتر باشند، اثر بیشتر و بهتری دارند. در این میان مانع رینگ تخت عملکرد بهتری دارد که عدد ناسلت را 180% و ضریب اصطکاک را 14 برابر افزایش میدهد. از طرفی ایجاد چرخش نسبت به ایجاد گردابه بازدهی بیشتری دارد.