مبدل حرارتی دولوله‌ای ناهمسو، شبیه سازی با انسیس فلوئنت

شرح پروژه(مبدل حرارتی دولوله‌ای ناهمسو)

هدف از این مسأله، شبیه سازی عددی فرایند انتقال حرارت در یک مبدل حرارتی دولوله‌ای ناهمسو (double pipe contour flow) با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) است.

مبدل‌های حرارتی به طور گسترده در کاربردهای صنعتی که نیاز حیاتی آن خنک کردن سیال است، مورد استفاده قرار می‌گیرد. مبدل حرارتی ناهمسو ساده‌ترین نوع مبدل حرارتی محسوب می‌شود که در آن تبادل انرژی حرارتی بین جریان‌های گرم و سرد از طریق یک دیواره مشترک بین این دو جریان انجام می‌شود.

هندسه مدل را به صورت سه بعدی با استفاده از نرم افزار انسیس دیزاین مدلر (ANSYS Design Modler) طراحی کردیم. سپس این مدل را با استفاده از نرم افزار انسیس مشینگ (ANSYS Meshing) مش بندی کردیم. مش بندی از نوع بدون سازمان (unstructured) بوده و تعداد 115635 سلول ایجاد شده است.

روش‌های استفاده شده

معادله انرژی (energy equation) را فعال کردیم تا انتقال حرارت را در مبدل حرارتی در نظر بگیریم. دبی جرمی آب در ورودی مبدل حرارتی به ترتیب 117.59 کیلوگرم بر ثانیه و 38.94 کیلوگرم بر ثانیه برای جریان‌های گرم و سرد است.

نتایج

جریان آب گرم به ترتیب با دمایی معادل 370 و 369.67k وارد مبدل حرارتی شده و از آن خارج می‌شود. جریان آب سرد نیز به ترتیب با دمای 300 و 300.11k وارد مبدل حرارتی شده و از آن خارج می‌شود. تبادل حرارت بین جریان‌های سرد و گرم برابر با 53 کیلووات است.