شبیه سازی عددی انتقال حرارت و افت فشار سیال شبه پلاستیک در مبدل حرارتی لوله ای با نوار تابیده اصلاح شده.

Abstract

در این مقاله، انتقال حرارت و جریان سیال غیرنیوتنی رقیق شونده با سه شاخص رفتاری (0/86، 0/55 و 0/41) در یک لوله دایره‌ای تحت شار حرارتی ثابت با نوارتابیده اصلاح شده بصورت عددی در رژیم آرام، پایا و سه بعدی مورد بررسی قرار گرفته است. برای حل عددی معادلات حاکم از روش حجم محدود استفاده شده و برای تحلیل وابستگی میان نرخ تنش و برش، مدل پاورلا اصلاح شده بکار گرفته شده است. مدل فیزیکی مساله یک لوله دایره‌ای دارای نوارتابیده استاندارد با کاهش عرض آن و همچنین یک لوله دایره‌ای مجهز به نوارتابیده توخالی با افزایش حفره مرکزی نوار است. کاهش عرض نوار در لوله با نوارتابیده از نظر بازدهی حرارتی، نامناسب ارزیابی شد. برای بهبود بازدهی حرارتی بجای حذف لبه‌های بیرونی نوار، از نوارتابیده توخالی با نسبت های مختلف استفاده گردید. همچنین نتایج تحلیل نشان می‌دهد که در نسبت حذف (بخش مرکزی نوار نسبت به عرض اولیه) برابر 0/3 می‌توان در سیالات ذکر شده، به ترتیب 17/95، 18/49 و 19/69 درصد افزایش عملکرد حرارتی نسبت به بهترین حالت عملکرد حرارتی نوارتابیده استاندارد (با نسبت کاهش عرض 0/9) به دلیل تولید آشفتگی و چرخش بیشتر در جریان بدست آورد. بنابراین حذف از بخش مرکزی نوار تابیده یک روش مناسب برای افزایش عملکرد حرارتی ارزیابی گردید.