مبدل حرارتی پوسته و لوله مارپیچی، شبیه سازی با انسیس فلوئنت

توضیحات

شرح پروژه مبدل حرارتی پوسته و لوله مارپیچی

در این پروژه به شبیه سازی یک مبدل حرارتی پوسته و لوله مارپیچی با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) پرداخته ایم. مبدل حرارتی مارپیچ شامل چندین سیم پیچ (لوله یا لوله مارپیچ) با منحنی های فنر مانند است که در داخل یک محفظه استوانه ای به نام پوسته قرار گرفته اند. معمولاً به جای یکی از چند مارپیچ استفاده می شود. اما بسیاری از مبدل های حرارتی مارپیچ تنها از یک مارپیچ برای افزایش انتقال حرارت استفاده می کنند. اصل کار یک مبدل حرارتی حلزونی شبیه مبدل حرارتی پوسته و لوله معمولی است. تنها تفاوت این دو مبدل حرارتی استفاده بهینه از فضا در مبدل های حرارتی حلزونی است. این پروژه به بررسی انتقال حرارت بین دو سیال گرم و سرد در داخل یک مبدل حرارتی مارپیچ می‌پردازد. سیال داغ با سرعت جریان جرمی 0.05 کیلوگرم بر ثانیه و دمای 313K وارد منطقه محاسباتی می شود. سیال سرد با سرعت جریان جرمی 0.0333 کیلوگرم بر ثانیه و دمای 289 کلوین وارد لوله های حلزونی می شود.

هندسه مدل حاضر توسط نرم افزار ANSYS Design Modeler ترسیم شده است. سپس مدل توسط نرم افزار ANSYS Meshing مش بندی شده است. مش مدل بدون ساختار است و 1796590 سلول ایجاد شده است.

روش های استفاده شده

در این شبیه سازی معادله انرژی فعال شده است زیرا هدف اصلی این پروژه بررسی انتقال حرارت در مبدل حرارتی است. این مدل از دو قسمت سرد و گرم تشکیل شده است. استفاده از دیوار بین این دو قسمت به عنوان مرز انتقال حرارت شناخته می شود. انتقال حرارت را می توان با استفاده از شرایط مرزی جفت شده برای این دیوار مدل کرد.

نتایج شبیه سازی مبدل حرارتی پوسته و لوله مارپیچی