شبیه سازی انتقال حرارت جریان جابه جایی آشفته در داخل لوله با نوار مارپیچ

در این مطالعه به بررسی عددی انتقال حرارت جابه جایی درهم درون لوله با نوار تابیده شده پرداخته می شود. شبیه سازی صورت گرفته با استفاده از نرم افزار تجاری فلوئنت بصورت جریان سه بعدی در ناحیه متلاطم انجام می شود. هدف از این بررسی مشاهده شکل میدان جریان، توزیع انتقال حرارت، نهایتا بدست آوردن افت فشار و عدد ناسلت به ازای اعداد رینولدز مختلف می باشد. در ادامه پارامترهای هندسی نوار تابیده از قبیل نسبت پیچش، طول نوار، ارتفاع صفحه تابیده شده و همچنین نوار تابیده شده با وجود سوراخ مورد ارزیابی قرار می گیرد. برای شبیه سازی اغتشاش از مدل های k-? standard, rng k- ?, realizable k- ?, sst k-?, standard k-? استفاده شده که نهایتاً با مقایسه نتایج آزمایشگاهی مدل realizable k- ? انتخاب شده است. با کاهش 25% نسبت پیچش، انتقال حرارت 25% و افت فشار 50% در مقایسه با نوار تابیده شده معمولی افزایش می یابد. با کاهش 50% عرض نوار، انتقال حرارت 40% و افت فشار 85% و همچنین با کاهش71% طول نوار، انتقال حرارت 65% و افت فشار 105% در مقایسه با نوار تابیده شده معمولی کاهش می یابد. ایجاد تغییرات خاص بر روی نوار تابیده شده ازجمله سوراخ کردن نوار، بریده شدن لبه نوار و همچنین دندانه دار کردن نوار اثرات متفاوتی بر روی انتقال حرارت و افت فشار در مقایسه با نوار تابیده شده ساده دارد. در نوار تابیده شده با وجود سوراخ، انتقال حرارت 20% و افت فشار 13% و همچنین با ایجاد لبه بریده شده بر روی نوار، انتقال حرارت 10% و افت فشار 7% در مقایسه با لوله با نوار تابیده شده معمولی کاهش می یابد. نتایج نشان می دهد که نوار دندانه دار تابیده شده موجب افزایش20% انتقال حرارت و همچنین افزایش افت فشار به میزان 23% در مقایسه با لوله با نوار تابیده شده معمولی می باشد.