توضیحات
شرح پروژه مبدل حرارتی پوسته و لوله، برش بافل، نانوسیال مخلوط
در این پروژه به شبیه سازی یک مبدل حرارتی پوسته و لوله با برش بافل با اعمال نانوسیال توسط نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) پرداخته ایم.
مبدل های حرارتی کاربردهای گسترده ای در تولید برق، صنایع شیمیایی و غذایی، الکترونیک، مهندسی محیط زیست، اتلاف حرارت، تولید، تهویه، یخچال، صنایع فضایی و غیره دارند. راه های زیادی برای بهبود خواص حرارتی مبدل حرارتی وجود دارد. اینها شامل ایجاد صفحات برای افزایش انتقال حرارت، ارتعاش و استفاده از میکروکانال ها است. راندمان حرارتی را می توان با افزایش رسانایی سیالات عامل نیز افزایش داد. سیالاتی که معمولاً در صنعت استفاده می شوند مانند آب، اتیلن گلیکول، روغن موتور و غیره اغلب رسانایی کمتری نسبت به جامدات دارند. جامدات را می توان برای بهبود عملکرد به شکل ذرات جامد (نانوذرات) اضافه شده به سیال و ایجاد یک نانو سیال استفاده کرد. از طرفی این ذرات همچنین می توانند باعث روبش یا انسداد کانال ها یا خوردگی آنها شوند که خود پتانسیل افزایش ضریب هدایت را برای افزایش راندمان دارد. بسیاری از مواد را می توان به عنوان نانوذرات استفاده کرد.
هندسه سه بعدی این پروژه را توسط نرم افزار ANSYS Design Modeler ترسیم کرده ایم.
به منظور مدل سازی پوسته بافل چهار لایه و مبدل حرارتی لوله برای افزایش اثرات گردش سیال پوسته، خواص هندسی در جدول زیر شرح داده شده است.
Shell (Cold Flow) |
HEX Diameter |
HEX Length |
Inlet Nozzle Diameter |
Outlet Nozzle Diameter |
Baffle Number |
Baffle Length |
Fluid Type |
1 m |
4.5 m |
0.15 m |
0.15 m |
4 |
0.7 m |
Al2O3+water |
Tube (Hot Flow) |
Tube Diameter |
Length (Tube) |
Inlet Nozzle Diameter |
Outlet Nozzle Diameter |
Distance between Inlet Nozzle and Tubes |
Distance between outlet Nozzle and Tubes |
Fluid Type |
0.15 m |
3 m |
0.3 m |
0.3 m |
0.5 m |
0.5 m |
water |
مش بندی این پروژه را با نرم افزار ANSYS Meshing انجام داده ایم که تعداد سلول های محاسباتی 400000 سلول می باشد.
روش های استفاده شده
در نهایت برای مدلسازی نانو سیال از مدل چند فازی به روش مخلوط (Mixture Multiphase Model) استفاده شد. در این مدل فاز جامد نیز سیال در نظر گرفته شده است. در این حالت، دو فاز سیال برای شبیه سازی مدل عددی برهمکنش خواهند کرد. نانوسیال استفاده شده Al2O3 بر پایه آب می باشد. معادله انرژی به منظور محاسبات تغییرات دمایی فعال می باشد.
نتایج شبیه سازی مبدل حرارتی پوسته و لوله
در نهایت، نتایج در قالب کانتورهای دما و خطوط مسیر سیال (برای مشاهده اثر بافل) مبدل حرارتی ارائه شده است.
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.