بررسی تجربی تاثیر موانع مورب بر افزایش انتقال حرارت در جریان مغشوش درون لوله

در سالهای اخیر افزایش ضریب انتقال حرارت از دغدغه های اصلی محققان بوده است و در این بین افزایش ضریب انتقال حرارت در جریان درون لوله همواره از اهمیت خاصی برخوردار است. برای رسیدن به این هدف از روش های مختلفی استفاده شده است. یکی از روش های مورد استفاده برای افزایش انتقال حرارت در لوله استفاده از موانع با اشکال هندسی متفاوت درون لوله، به منظور مغشوش کردن جریان و به هم ریختن لایه مرزی می باشد. البته استفاده از موانع درون لوله همواره با افزایش افت فشار همراه خواهد بود. در تحقیق حاضر سعی شده است تاثیر دیسکهای چوبی که در فواصل معین درون لوله ای با دمای دیواره ثابت نصب شده اند، بر انتقال حرارت و افت فشار در محدوده رینولدز 4000 تا 40000 بررسی شود. همچنین با تعریف ضریب معیار ارزیابی عملکرد به عنوان رابطه ای بین افت فشار و انتقال حرارت به بررسی اقتصادی بودن استفاده از موانع پرداخته شده است. بدین منظور دو دسته دیسک که شامل دیسک های حلقوی و توپر می باشند، مورد بررسی قرار گرفته است. طبق نتایج بدست آمده دیسک های حلقوی به مراتب عملکرد بهتری نسبت به موانع توپر دارند. در این تحقیق به بررسی زاویه قرار گرفتن دیسک ها نسبت به جریان نیز پرداخته شده است. طبق تحقیقات انجام شده موانعی که با زاویه 45 درجه نسبت به جریان نصب می شوند تاثیر بهتری نسبت به موانع عمود بر جریان دارند. از موارد دیگری که در این تحقیق بررسی شده است تاثیر شکل و ابعاد موانع می باشد که هم در موانع حلقوی و هم در موانع توپر، موانع بیضوی، بهترین بودند. در تمامی موانع، در محدوده رینولدز تحت بررسی، با افزایش رینولدز معیار ارزیابی عملکرد کاهش می یابد و بیشترین مقدار معیار ارزیابی عملکرد در رینولدز حدود 4000 خواهد بود که در موانع حلقوی مایل به 85/1 و در موانع بیضوی مایل با سوراخ مستطیلی به 91/1 خواهد رسید. در انتها برای تمامی موانع با برازش منحنی های به دست آمده روابطی برای ناسلت و معیار ارزیابی عملکرد بر حسب عدد رینولدز محاسبه شده است.