اثر خم ها بر انتقال حرارت و هیدرودینامیک روغن داغ در کویل های بخش تشعشع یک کوره صنعتی

در این پژوهش، شبیه سازی سه بعدی پایای کویل حاوی روغن داغ در بخش تشعشع یک کوره استوانه ای عمودی در یک واحد صنعتی انجام شده است. این کویل دارای نه خم u شکل با زاویه 180 درجه می باشد. با بهره گیری از منطق دینامیک سیالات محاسباتی، سرعت و فشار جریان، دمای خروجی سیال و دمای دیواره کویل در نقاط مختلف سیستم محاسبه شده است. برای اعتبار سنجی مدل، از مقایسه نتایج شبیه سازی دمای دیواره کویل در انتهای مسیر حرکت سیال و دمای سیال در خروجی با مقادیر صنعتی استفاده شده است. دمای دیواره و دمای سیال محاسباتی در خروجی کویل با مقادیر واقعی آن ها به ترتیب حدود 6 درصد و 0.44 درصد اختلاف نشان داد. وجود خم ها در کویل باعث نوسان در پارامترها در طول کویل می شود. نیروی گریز از مرکز ناشی از هندسه خمیده کویل سبب تغییر توزیع فشار شده و تغییر فشار، موجب نوسان سرعت سیال، دمای سیال و دمای دیواره می شود نتایج نشان می دهد که وجود خم می تواند موجب نوسان فشار در حدود 4952 پاسکال، تغییر سرعت سیال تا حداکثر 2.83 متر بر ثانیه، تغییر دمای سیال در حدود 2 کلوین و اختلاف دمای دیواره در حدود 10 کلوین شود.

Effect of bends on the heat transfer and hydrodynamics of hot oil in the coils of the radiation section of an industrial furnace

In this study, a threedimensional steady state simulation of the coil containing hot oil in the radiation section of the vertical cylindrical furnace of an industrial unit was investigated. This coil has nine Ushaped bends with an angle of 180 degrees. Using computational fluid dynamics, flow velocity and pressure, fluid outlet temperature, and coil wall temperature in different parts of the system were calculated. To validate the model, comparison of the simulation results of the coil wall temperature at the end of the fluid path and the fluid temperature at the outlet with industrial values ​​has been performed. Comparison of the computed wall temperature and fluid temperature at the coil outlet with the industrial values showed deviations of about 6% and 0.44%, respectively. The presence of bends in the coil caused some fluctuations in the parameters along the coil. Centrifugal force due to the curved geometry of the coil changed the pressure distribution, and this pressure change caused the fluid velocity and temperature, and wall temperature to fluctuate, so that in the bend, the pressure fluctuated about 4952 Pa, fluid velocity changed up to 2.83 m/s, the fluid temperature varied to about 2 K, and the wall temperature difference was about 10 K.