امکان سنجی کاهش مصرف انرژی و افزایش تبادل حرارت در مبدل پوسته و لوله با استفاده از لوله ها با سطح فرورفتگی

چکیده – مدیریت انرژی حرارتی در صنایع مختلف از طریق مبدل های حرارتی صورت می پذیرد. درصورت کارکرد مناسب مبدل های حرارتی در شرایط کاری مختلف، تبادل انرژی حرارتی به صورت چشم گیری افزایش می یابد. یکی از روش های متداول افزایش تبادل حرارت در مبدل ها، استفاده از لوله ها با ساختار فرورفته است. استفاده از لوله ها با فرورفتگی که یک روش غیرفعال است، سبب کنترل و ایجاد اغتشاش در جریان داخلی لوله می شود. لذا در پژوهش حاضر، عملکرد حرارتی یک لوله صاف با یک لوله با فرورفتگی با استفاده از روش عددی با یکدیگر مقایسه شده است. در این راستا، ابتدا برای اعتبارسنجی روش عددی، نتایج حاصل از این روش برای لوله صاف و با فرورفتگی با داده های تجربی مقایسه می شود. اختلاف ناچیز بین نتایج حل عددی با داده های تجربی، بیانگر دقت قابل قبول روش عددی است. سپس عملکرد حرارتی- هیدرولیکی لوله صاف و با فرورفتگی با هندسه یکسان در عدد رینولدز 5.000 تا 15.000 استخراج می شود و در نهایت عملکرد حرارتی یک مبدل حرارتی در شرایط کاری خاص با لوله صاف و با فرورفتگی با یکدیگر مقایسه می شود. نتایج این مقایسه نشان می دهد که استفاده از لوله با فرورفتگی علاوه بر افزایش انتقال حرارت در مبدل های حرارتی باعث کاهش 8 درصدی انرژی برق مصرفی پمپاژ سیال می شود.