مبدل دولوله‌اي مارپيچ پر شده از محيط متخلخل تحت شار حرارتي نامتقارن

Porous-filled helical double-pipe heat exchanger under asymmetric heat flux

در مقاله حاضر مبدل حرارتي دولوله اي مارپيچ پر شده از محيط متخلخل كه تحت شار حرارتي نامتقارن قرار دارد به صورت تحليلي مورد مطالعه قرار مي گيرد. معادلات مومنتوم و انرژي به دستگاه مختصات گرمانو انتقال داده شده و سپس پروفيل هاي سرعت و دما بر حسب توان هاي انحناي بدون بعد به كمك روش اغتشاشات بدست مي آيند. همچنين كانتورهاي سرعت و دما براي ارائه ديد بهتر هندسه پيچيده مورد بررسي، ارائه مي شوند. نتايج مشخص مي سازند كه پروفيل سرعت محوري به دليل انحناي هندسه، نامقتارن مي باشد كه شدت اين عدم تقارن تابعي از انحنا است. همچنين نشان داده مي شود كه عدد ناسلت با افزايش انحنا و همچنين افزايش نسبت شعاع لوله داخلي به لوله خارجي افزايش پيدا مي كند.

A helical double-pipe heat exchanger filled with a porous material under asymmetric heat flux is studied analytically. Momentum and energy equations are transformed to the Germano’s coordinate and then expressions representing the velocity and temperature fields are obtained based on the powers of dimensionless curvature using perturbation analysis. To be more insightful, contours of velocity and temperature fields are presented. Results reveal an asymmetric axial velocity profile arising from the curved geometry. The Nusselt number increases with respect to the dimensionless curvature increment as well as the inner to outer radius ratio increase