شبیه‌سازی و مقایسه عملکرد مبدل‌های حرارتی دولوله‌ای و پوسته‌لوله با هدف بازیافت حرارت از سامانه های تولید توان

در این پژوهش، عملکرد مبدل‌های حرارتی دولوله‌ای و پوسته‌لوله به طور جامع با استفاده از نرم‌افزار شبیه‌سازیaspen-edr و تحلیل ترمودینامیکی در محیط ees بررسی شده است. با هدف افزایش بازدهی انتقال حرارت در مبدل‌های پوسته‌لوله، تاثیر افزودن بافل‌های سگمنتال و لوله‌های پره ‌شیاردار به صورت تحلیلی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که بیشترین اختلاف دمای گاز 36/158 درجه سانتی‌گراد و نرخ انتقال حرارت 58 کیلووات و بالاترین راندمان قانون اول و دوم نیز به ترتیب 61/40 و 49/19 درصد به‌ دست می‌آید که تمامی این موارد به دلیل استفاده از لوله‌های شیاردار می‌باشد؛ اما این افزایش با افزایش قابل توجه افت فشار همراه است. از سوی دیگر، بافل‌های سگمنتال ضمن بهبود ضریب انتقال حرارت کلی، افت فشار کمتری نسبت به لوله‌های پره‌شیاردار ایجاد می‌کنند. تحلیل‌های انجام شده نشان می‌دهد که مکانیزم افزایش انتقال حرارت در لوله‌های پره‌شیاردار عمدتاً به دلیل افزایش سطح تماس سیال گرم و سرد و ایجاد آشفتگی در جریان سیال است. در حالی که بافل‌های سگمنتال با ایجاد جریان متقاطع و کاهش ضخامت لایه مرزی، به بهبود انتقال حرارت کمک می‌کنند.