بررسی عددی جریان و انتقال حرارت در یک لوله دما ثابت بر اثر تغییرهندسه پره مارپیچ متخلخل

در این مطالعه مشخصات جریان و انتقال حرارت درون یک لوله تبادل کننده حرارت با سطح دما ثابت، مجهز به پره مارپیچ متخلخل با سیال عامل هوا در رژیم جریان آرام بصورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. تاثیر پارامترهای ضخامت و گام پره متخلخل، عدد دارسی و عدد رینولدز بر عدد ناسلت، ضریب اصطکاک و ضریب عملکرد بررسی شده است. نتایج نشان می دهد با افزایش ضخامت وگام پره متخلخل به ترتیب ، ناسلت، ضریب اصطکاک و ضریب عملکرد افزایش و کاهش می یابند. همچنین با افزایش دارسی ناسلت افزایش یافته و ضریب اصطکاک کاهش می یابد، بنابراین ضریب عملکرد بصورت قابل توجهی افزایش مییابد. با افزایش دارسی جریان درون لوله مشابه جریان درون لوله بدون پره می شود با این تفاوت که در محل پره هدایت حرارتی بسیار بالای پره منجر به افزایش نرخ انتقال حرارت می شود. در گام پره برابر50 میلیمتری، ضخامت پره برابر16 میلیمتری، عدد دارسی برابر 1/0 و رینولدز برابر 1000، عدد ناسلت و ضریب اصطکاک نسبت به لوله خالی به ترتیب 82/543% و 21/16% افزایش می یابد و موجب دستیابی به ماکزیمم ضریب عملکرد 124/6 می شود.