طراحي و تحليل عددي يك مبدل حرارتي پوسته لوله پره‌گذاري‌شده براي كاربرد در موتور يك بالگرد خاص

برخي هليكوپترهاي ارتش ايران كه سال‌هاست استفاده مي‌شود و فرسوده شده‌است، نياز به تعمير يا تعويض برخي قطعات آن را دارد. از جمله مبدل حرارتي كه در اين مقاله به صورت پوسته و لوله براي انتقال حرارت بين دو سيال مختلف كه در هليكوپترها، پهپادها و هواپيماها استفاده مي‏شود، به‌صورت سه‏بعدي شبيه‏سازي شده‌است. سيال جاري در پوسته، روغن MIL-PRF 23699 و سيال جاري در لوله‏ها، سوخت JP-4 است. در اين پروژه لوله‌ها به‌صورت U شكل و پره‌دار طراحي شدند تا انتقال حرارت بيشتري ايجاد شود و با استفاده از نرم‌افزار Aspen طراحي به گونه‌ايي انجام‌شده كه طول كمتر و وزن كمتري داشته باشد تا وزن و ابعاد مبدل حرارتي مورداستفاده در هليكوپتر كمتر و راندمان بالاتري داشته باشد. در اين شبيه‏سازي‏ اثر تغيير هندسه لوله‏ها، دبي جرمي سوخت و روغن بر پارامترهاي انتقال حرارت و هيدروليكي مبدل بررسي‌شده‌است. لوله‏هاي انتخاب‌شده براي مبدل حرارتي شامل دو نوع بدون پره و پره‏دار مي‌باشد و طراحي اين نوع لوله‌هاي پره‌دار با ساير كارها متمايز شده‌ست. نتايج حاصل از اين شبيه‏سازي نشان مي‏دهد كه نرخ انتقال حرارت بين سوخت و روغن براي مبدل حرارتي با لوله‏هاي پره‏دار(7400وات)، حدود 12 درصد بيشتر از حالت بدون پره(6600وات) است. همچنين كاهش دبي جرمي روغن واردشده به پوسته موجب افزايش بازدهي مبدل حرارتي مي‏شود. نتايج اين شبيه‏سازي‏ مي‏تواند براي طراحي مبدل‏هاي حرارتي پوسته و لوله با ظرفيت‏هاي مختلف استفاده شود.