بررسي تأثير استفاده همزمان از لوله موج‌دار و سيم‌پيچ و نانوذرات در مبدل‌حرارتي بر انتقال‌حرارت

با توجه به محدوديت منابع انرژي در جهان و همچنين افزايش هزينه استفاده از انرژي ، تحقيق در اين زمينه مورد توجه قرارگرفته‌است. در اين راستا تلاش‌هاي فراواني جهت ايجاد مبدل‌هاي حرارتي فشرده‌تر، پربازده‌تر، با وزن و ابعاد كمتر و همچنين ارزان‌تر صورت گرفته‌است. در مبدل هاي حرارتي اصلي كه مدنظر همه‌ي محققين قرار گرفته‌است، افزايش ميزان انتقال حرارت است. در اين مقاله به بررسي اثر لوله‌هاي موج‌دار ، سيم‌فنري و نانوذرات در سيال بر انتقال حرارت پرداخته شده‌است. در بهترين حالت اين هندسه نسبت عملكرد حرارتي كه بيانگر نرخ انتقال حرارت به هزينه مصرفي است نسبت به حالت مبنا برابر با 84/1 است. در ادامه به بررسي طول موج‌هاي مختلف كانال سينوسي پرداخته شده‌است، هر چه طول موج بيشتر مي‌شود انتقال حرارت افزايش مي‌يابد اما با افزايش شيب از افزايش شيب انتقال حرارت كاسته مي‌شود. شيب بهينه در اينجا شيب 2 مي‌باشد. سپس به بررسي اثر سيم‌فنري در افزايش يا كاهش انتقال حرارت پرداخته‌شد. ازآن‌جايي كه حضور موج سينوسي خود برهم زننده جريان است، استقرار دادن سيم‌فنري بلافاصله بر روي ديواره احتمال تله گردابي را افزايش مي‌دهد. بنابراين سيم‌فنري با فاصله از مرز ديواره انتخاب مي‌شود. نتايج نشان مي‌دهد در اكثر شرايط حضور سيم‌فنري موثر نيست. علاوه بر اين نتايج نشان مي‌دهد با افزايش قطر و ثابت ماندن دايره مبنا عدد ناسلت روند نزولي دارد اما افت فشار زيادي را ايجاد مي‌كند. نتايج به اين صورت است كه نسبتd/D برابر با 5/0 بالاترين اثر مثبت را در افزايش انتقال حرارت دارد. سپس به بررسي اثر نانوذرات با كسر حجمي‌هاي متفاوت و انتقال حرارت لوله موج‌دار پرداخته مي‌‍شود. با افزايش كسر حجمي انتقال حرارت سيال افزايش مي‌يابد ولي افت فشار آن نيز زياد مي‌شود. بهترين كسر حجمي ∅=1 است. در نهايت به بررسي اثر هم‌زمان اين سه حالت در بهترين حالت پرداخته‌شده‌است كه نسبت عملكرد حرارتي برابر با 4/2 است.