ارزیابی عددی عملکرد حرارتی و هیدرولیکی مبدل حرارتی لاملا تحت جریان آشفته

سیده زهرا سجادی¹

1) استادیار، دانشکده نفت و گاز گچساران، دانشگاه یاسوج، ایران.

کد IOI مقاله : AAHD-ABFKZE
محل انتشار : کنفرانس ملی فناوری اطلاعات، نانوتکنولوژی، هوش مصنوعی و آینده پژوهی فناوری (itnaf.ir)
چکیده :
    در این پژوهش، بهینه‌سازی هندسی یک مبدل حرارتی لاملا با هدف دستیابی به حداکثر انتقال حرارت و حداقل افت فشار انجام شده است. مدل‌سازی عددی با استفاده از نرم‌افزار فلوئنت و گمبیت بر روی یک مبدل استوانه‌ای با شعاع نیم متر و طول چهار متر صورت گرفته است. سیال عامل آب و رژیم جریان آشفته بوده و صفحات آلومینیومی با ضخامت یک میلی‌متر در فواصل مختلف قرار داده شده‌اند. معیار قطر هیدرولیکی که برابر با دو برابر فاصله بین صفحات تعریف می‌شود، به عنوان پارامتر اصلی بهینه‌سازی در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش قطر هیدرولیکی، ضریب اصطکاک، نرخ کل انتقال حرارت و افت فشار کاهش می‌یابند، در حالی که عدد ناسلت رفتاری سهموی از خود نشان داده و تا یک مقدار بهینه افزایش، سپس کاهش می‌یابد. بر اساس معیار عملکرد مبدل حرارتی که هر دو اثر حرارتی و هیدرولیکی را به‌طور همزمان لحاظ می‌کند، بهترین عملکرد در قطر هیدرولیکی شش سانتی‌متر (معادل فاصله بهینه ۳ سانتی‌متر بین صفحات) حاصل می‌شود. نتایج با مراجع معتبر علمی نظیر بجان، کیز و اینکروپرا مقایسه و تأیید شده‌اند. این پژوهش نشان می‌دهد که انتخاب فاصله بهینه بین صفحات، نقش تعیین‌کننده‌ای در تعادل بین افزایش انتقال حرارت و کاهش افت فشار ایفا می‌کند.

کلمات کلیدی : مبدل حرارتی لاملا بهینه‌سازی هندسی قطر هیدرولیکی عدد ناسلت افت فشار معیار عملکرد