شبيه سازي عددي انتقال حرارت نانوسيال آب/AL2O3 در مبدل حرارتي لوله اي مجهز به ميله گردابه اي

Numerical simulation of water/AL2O3 heat transfer in a tubular heat exchanger equipped with a vortex rod

يكي از روش هاي معمول براي بهبود انتقال حرارت در مبدل هاي حرارتي استفاده از موانع توليد كننده گرداب مي باشد كه ميزان انتقال حرارت را در حد قابل توجهي تغيير مي دهد. در اين مطالعه ، ميزان تغييرات انتقال حرارت در زاويه هاي مختلف ميله گرداب و رينولدزهاي متفاوت بررسي شده و مقادير بهينه ي آن ها جهت بدست آوردن بيشترين ميزان افزايش انتقال حرارت بدست خواهد آمد. بدين منظور زاويه هاي ميله گرداب در 4 جهت 30 ، 45 ، 60 و 75 درجه و در رينولدزهاي 300 ، 900 ، 1800 مورد بررسي قرار گرفته و نيز براي بررسي تاثير نانوذرات در ميزان افزايش انتقال حرارت آب ، نانو ذره آلومينا با 3 درصد حجمي به سيال آب اضافه گرديده و نتايج آن با حالت بدون نانوذره مقايسه گرديده است. ميله گرداب درون لوله در 3 رديف با زاويه 120 درجه از هم قرار دارند ، كه هر رديف داراي 11 ميله گردابه مي باشد. هدف از انجام اين پروسه بررسي ميزان افزايش انتقال حرارت سيال مي باشد. دماي افزايش يافته درون اين لوله حاصل ايجاد جريان چرخشي و گردابه اي در اثر برخورد سيال به ميله هاي گرداب مي باشد. نتايج اين تحقيق نشان مي دهد كه هر چه عدد رينولدز بالاتر باشد ، ميزان افزايش انتقال حرارت بالاتر است و همچنين وجود نانو ذره آلومينا باعث افزايش انتقال حرارت سيال مي گردد. در انتها مشاهده گرديد كه بيشترين ميزان انتقال حرارت مربوط به زاويه 30 درجه ميله گرداب و رينولدز 1800 مي باشد.

One of the common ways to improve heat transfer in heat exchangers is to use the vortex producing barriers, which significantly changes the heat transfer rate. In this study, the variation of heat transfer at different angles of vortex rod and different reynolds is investigated and their optimal values are obtained to obtain the highest amount of heat transfer heat. For this purpose, the angles of the vortex rod in the four directions of 30, 45, 60 and 75 degrees were investigated in Reynolds 300, 900, 1800 Also, to investigate the effect of nanoparticles on increasing the heat transfer rate, alumina nanoparticles with 3% vol. Were added to the water fluid and the results were compared with the non-nanoparticle state. The vortex bars in the tube are in 3 rows with a 120 ° angle, each with 11 rods of vortex The purpose of this process is to investigate the increase in fluid heat transfer. The increased temperature inside the tube results from the formation of a rotating flow and a vortex due to the collision of the fluid with the vortex rods At the end, it was observed that the highest heat transfer rate was from the angle of 30 degrees of the vortex rod and the Reynolds rod of 1800.