تحلیل عددی تأثیر صفحه ضربه‌گیر بر جریان سیال و انتقال حرارت سمت پوسته حوزه ورودی یک مبدل حرارتی پوسته و لوله

محورهای موضوعی : یافته های نوین کاربردی و محاسباتی در سیستم های مکانیکی

پیمان محمدیان ¹ ( دانشگاه آزاد اسلامی واحد دزفول، ایران )
مهدی حمزه ای ² ( نویسنده )

تاریخ دریافت : 1400/09/25 تاریخ پذیرش : 1400/09/30 تاریخ انتشار : 1400/09/01

کلید واژه:

چکیده مقاله :

در این تحلیل، تأثیر نصب صفحه ضربه گیر بر عدد ناسلت، انتقال حرارت و همچنین آشفتگی جریان سیال سمت پوسته، در یک مبدل حرارتی پوسته و لوله عمودی مورد مطالعه قرار گرفته است. مبدل‌های پوسته و لوله به دلایل مختلفی دچار خرابی می‌شوند. نشت از لوله‌ها و نیز شکستگی آنها در نقاط اتصال لوله‌ها با بافل و تیوب‌شیت، از متداولترین این خرابی‌ها می‌باشد. در صنعت برای کاهش این خرابی‌ها در ورودی جریان سیال سمت پوسته یک صفحه ضربه‌گیر نصب می‌شود. به همین منظور برای بررسی تأثیر نصب این صفحه بر فاکتورهای مهم انتقال حرارت و جریان سیال، حوزه ورودی سمت پوسته یک مبدل حرارتی پوسته و لوله عمودی با 361 لوله، به صورت دو مدل سه بعدی مجزا برای حالت‌های با صفحه ضربه‌گیر و بدون آن مدل گردید، و شبکه بندی این مدل‌ها نیز به صورت کاملاً شش‌وجهی انجام شد. در این تحلیل، میدان جریان با استفاده از نرم‌افزار فلوئنت برای دو حالت مذکور شبیه‌سازی گردید، که بررسی عدد ناسلت متوسط سمت پوسته، در دو حالت با صفحه و بدون صفحه ضربه‌گیر نشان داد که در حالت با صفحه ضربه‌گیر، در مقایسه با حالت بدون آن، عدد ناسلت، بیش از ۳ درصد و همچنین شدت آشفتگی جریان بین لوله‌ها در مقطع میانی مبدل در حدود ۳۰ درصد کاهش یافته است، که این کاهش در عدد ناسلت و شدت آشفتگی نشان دهنده کاهش ضریب انتقال حرارت جابجایی میان لوله‌ها می‌باشد و در واقع به شکل مستقیم موجب کاهش عملکرد حرارتی مبدل پوسته و لوله گردید.