مطالعه آزمایشگاهی عملکرد قطعاتی به شکل حلقه های پروانه ای هم مرکز بر میزان انتقال حرارت و افت فشار در مبدل های حرارتی لوله ای

در این پژوهش، اثرات قطعاتی موسوم به tube insert بر میزان انتقال حرارت و افت فشار در یک مبدل تک لوله ای که هوای سرد را به عنوان سیال عامل، با برقراری شار حرارتی یکنواخت، به کمک المنت حرارتی که سراسر اطراف لوله آزمایش را در بر گرفته، گرم می کند. پرداخته شده است. insertها به شکل حلقه های پروانه ای شکل هم مرکز (cbr)، با سه آرایش متفاوت از حیث نسبت فاصله حلقه ها به قطر حلقه (l_r/d_r=4,8,16) و در رژیم های جریانی آرام، گذرا و آشفته (1600<re<24900) مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج حاکی از افزایش ضریب انتقال گرما به میزان قابل توجهی برای لوله مجهز به تمامی قطعات نسبت به لوله خالی بود، که بیشینه این افزایش برای گونه cbri به مقدار 133% بیش از لوله خالی رسید. به علاوه، نتایج بدست آمده برای ضریب اصطکاک در لوله مجهز به insert، نشان از افزایشی در محدوده 8-4.5 برابر نسبت به لوله خالی بود. هم چنین محاسبات به عمل آمده برای مقادیر ضریب عملکرد قطعه (η) حاکی از آن بود که با افزایش شدت جریان، insert عملکرد بهتری پیدا نموده، به گونه ای که از مقدار متوسط 0.98 در جریان آرام به 1.19در جریان متلاطم می رسد. هم چنین نتایج نشان داد که با افزایش تعداد حلقه های insert مقادیر ضریب انتقال حرارت و ضریب افت فشار افزایش یافته که برآیند این دو کمیت در گونه cbrii دارای بهترین عملکرد است. در پایان نیز روابطی تجربی برای عدد nu و نیز f، برای جریان در لوله مجهز به insert نوع cbr ارائه گردیده است.