18171

220 گلپايگان

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1401

67ص.: مصور، جدول، نمودار

1401/10/26

كتابنامه

مهندسي مكانيك

فني مهندسي گلپايگان

1401/10/27

220

چكيده انتقال حرارت سيالات در صنايع مختلف از جمله تهويه مطبوع، نفت و گاز از اهميت ويژه اي برخوردار است. مبدل هاي حرارتي پوسته و لوله رايج ترين نوع مبدل حرارتي هستند. از راه هاي افزايش انتقال حرارت در مبدل حرارتي پوسته و لوله مي توان به استفاده از بافل هاي مارپيچي و نانوسيالات اشاره نمود. موضوع تحقيق حاضر مدلسازي و شبيه سازي عددي انتقال حرارت وجابجايي در مبدل حرارتي پوسته لوله با بافل مارپيچ مي باشد، به اين منظور درنرم افزار ساليدوركس براي مدلسازي مبدل حرارتي پوسته لوله با بافل مارپيچ و درنرم افزار Ansys CFX جهت شبيه سازي استفاده شده است. اين مدل شامل 7 لوله آهني با قطر 0.04 متر و طول 1.7 متر، قطر پوسته 0.22 متر و طول كلي مخزن 2 متر است. اين لوله ها با بافل مارپيچي نگه داشته شده اند. دراين شبيه سازي براي نشان دادن درست بودن هندسه مدلسازي شده عملكرد مناسب آن از مدل توربولانسي K-Ɛ استاندارد در شبيه سازي و همچنين بهبود راندمان آن دو سيال آب و نانوسيال اكسيد آلومينيم باكسر مولي حجمي 4% استفاده شده است. نتايج حاصل نشان مي دهند كه وجود بافل مارپيچي و نانوسيال اكسيد آلومينيوم در مبدل حرارتي پوسته لوله باعث افزايش حرارت شده است. همچنين استفاده از نانوسيال اكسيد آلومينيوم باعث افزايش فشار خروجي آب گرم به ميزان 120.096 پاسكال و همچنين افزايش فشار خروجي آب سرد به ميزان 347.15 پاسكال نسبت به آب خالص شده است.

Abstract Fluid heat transfer is of particular importance in various industries such as air conditioning, oil and gas. Shell and tube heat exchangers are the most common type of heat exchanger. Among the ways to increase heat transfer in shell and tube heat exchangers, we can mention the use of spiral baffles and nanofluids. The subject of the current research is the modeling and numerical simulation of heat transfer and displacement in a tube shell heat exchanger with a spiral baffle. For this purpose, Solidworks software has been used to model the tube shell heat exchanger with a spiral baffle and Ansys CFX software has been used for simulation. This model includes 7 aluminum tubes with a diameter of 0.04 meters and a length of 1.7 meters, a shell diameter of 0.22 meters and a total length of the tank of 2 meters. These tubes are held by spiral baffles. In this simulation, in order to show the correctness of the modeled geometry and its proper performance, the standard K_e turbulence model has been used in the simulation and also to improve the efficiency of two fluids, water and nanofluid Boxer aluminum oxide with a molar volume of 4%. The results show that the presence of spiral baffle and aluminum oxide nanofluid in the tube shell heat exchanger has increased the temperature. Also, the use of aluminum oxide nanofluid has increased the output pressure of hot water by 120.096 pascals and also increased the output pressure of cold water by 347.15 pascals compared to pure water.

سعيد جاني