شبیه سازی عددی انتقال حرارت و افت فشار در لوله هایی باسطح مقطع بیضی تخت و دایروی

تحقیق حاضر که بصورت عددی و با استفاده از روش حجم محدود انجام یافته است، جریان سیال و انتقال حرارت در یک لوله با سطح مقطع بیضی تخت در مقایسه با لوله با سطح مقطع دایروی با قطر هیدرولیکی ثابت مورد بررسی و شبیه سازی قرار گرفته است. رژیم جریان مورد مطالعه در محدوده جریان مغشوش بوده و محدوده عدد رینولدز 5000 تا 20000 می باشد. به منظور بررسی پارامترهای هندسی در لوله با مقطع بیضی تخت، هندسه جدید در نسبت قطر بزرگ (d) به قطر کوچک (d) 2، 2.5 و 3 مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد با افزایش عدد رینولدز در هندسه های با مقطع دایروی و بیضی تخت، افت فشار و ضریب انتقال حرارت روند افزایشی از خود نشان داده در حالی که ضریب اصطکاک کاهشی خواهد بود. با بررسی نتایج می توان دریافت که افزایش افت فشار با نسبت d/d رابطه مستقیم خواهد داشت. بیشینه مقدار افزایش افت فشار در هندسه با مقطع بیضی تخت به نسبت مقطع دایروی تنها در حدود 2% خواهد بود. با ارزیابی تغییرات عدد ناسلت متوسط در هندسه های مذکور افزایش محسوسی با تبدیل مقطع دایروی به بیضی تخت مشاهده نگردید، اما به علت افزایش سطح خیس شده در هندسه هایی با مقطع بیضی تخت، میزان انتقال حرارت کل در هندسه های جدید به نسبت مقطع دایروی در حدود 50% افزایش یافت.