مطالعه عددی انتقال حرارت جابجایی در مبدل های دو لوله ای مارپیچ (هلیکال)

موضوع طراحی مبدل های حرارتی دو لوله ای مارپیچ ( هلیکال ) یکی از موضوعات مهم و در خور توجه بیشتراست. چرا که این نوع مبدل ها برخی مشکلات اساسی مبدل های رایج همانند مبدل های پوسته- لوله ای را با از بین بردن نقاط مرگ و کاهش ضخامت لایه مرزی مرتفع می سازد. با این توضیح می توان به این نتیجه رسید که مطالعه این نوع مبدل ها می تواند یکی از موضوعات روز مهندسین انتقال حرارت باشد. در همین راستا پروژه حاضر تحلیلی عددی از یک مبدل حرارتی دو لوله ای مارپیچ تک حلقه است. ابتدا مدل ساخته شده با مقایسه نتایج آن با نتایج تجربی موجود اعتباردهی گردیده است. معیار اعتباردهی در این کار ضریب انتقال حرارت کلی مبدل می باشد. در ادامه دو رژیم جریان آرام و درهم با یکدیگر مقایسه شده و نتایج مربوط به آن در قالب نموداری ارائه شده است. گام بعدی در روند حل پروژه حاضر، بررسی تاثیر نسبت انحناء بر ضریب انتقال حرارت کلی مبدل می باشد که صورت پذیرفته است. لازم به توضیح است که در این گام دبی جریان و به تبع آن عدد رینولدز لوله داخلی ثابت نگهداشته شده است تا صرفا اثر تغییر هندسه مورد مطالعه قرار گیرد. با توجه به اینکه در این کار سیال داغ از لوله داخلی و سیال خنک از فضای بین دو لوله عبور می کند، هدف گذاری پروژه خنک کاری سیال داخلی است، بر این اساس، عدد نوسلت فضای بین دو لوله می تواند اهمیت زیادی داشته باشد که این پارامتر نیز در مرحله بعدی از پروژه مورد بررسی قرار گرفته و نتایج آن بصورت نموداری جداگانه آورده شده است. همچنین رابطه ای مقدماتی برحسب اعداد دین داخلی و اصلاح شده مربوط به فضای بین دو لوله، برای عدد نوسلت گردیده است.