تعداد نشریات | 39 |
تعداد شمارهها | 1,115 |
تعداد مقالات | 8,109 |
تعداد مشاهده مقاله | 6,004,532 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 3,268,847 |
تحلیل و بهینهیابی یک مبدل حرارتی جهت کاربرد در سامانه خروج دود موتور دیزل | ||
مکانیک سیالات و آیرودینامیک | ||
مقاله 6، دوره 11، شماره 2 - شماره پیاپی 30، اسفند 1401، صفحه 69-81 اصل مقاله (950.55 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
نویسندگان | ||
جاماسب پیرکندی* 1؛ مهدی هاشم آبادی2؛ مصطفی محمودی3 | ||
1دانشیار دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران | ||
2استادیار، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران | ||
3دانشیار، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران | ||
تاریخ دریافت: 28 مرداد 1401، تاریخ بازنگری: 30 آبان 1401، تاریخ پذیرش: 11 دی 1401 | ||
چکیده | ||
در پژوهش حاضر به تحلیل و بهینهیابی یک مبدل حرارتی استفاده شده در سامانه خروج دود موتور دیزل پرداخته شده است. هدف عمده استفاده از این مبدل، کاهش دمای محصولات احتراق خروجی از موتور میباشد. این امر با قرار دادن یک مبدل حرارتی در مسیر خروجی دود موتور انجام خواهد گرفت. جهت تحلیل مساله چند طرح مختلف از انواع مبدلهای حرارتی ارائه گردیده است. مبدلهای حرارتی سه و پنج لولهای با افزایش سطح تماس میان دود و آب خنککن، دمای دود را تا حد قابل قبولی کاهش میدهند، اما افت فشار ایجاد شده در سمت دود در این طرحها زیاد است. استفاده از پرههای حلقوی و پرههای طولی در مبدل حرارتی در سمت دود، با افزایش سطح تماس میان جریان دود و آب و افزایش اغتشاش در مسیر دود، منجر به افزایش تبادل حرارت میشود. در این طرحها دمای خروجی مبدل حرارتی بیش از مقدار مجاز ( 350) بوده و افت فشار ایجاد شده در آنها نیز قابل توجه است. پس از بررسی طرحهای پیشنهاد شده جهت کاهش دمای دود، مبدلهای حرارتی پوسته و لوله بهعنوان طرحهای نهایی این پژوهش انتخاب شدند. بررسیها نشان داد که مبدل حرارتی پوسته و لوله قادر به کاهش دمای دود خروجی تا مقدار 309/42 است. | ||
کلیدواژهها | ||
مبدل حرارتی دو لولهای؛ مبدل حرارتی پوسته و لوله؛ انتقال حرارت؛ جریان آشفته | ||
مراجع | ||
[1] Mohammed, H. A., Husam, A. H., and Wahid, M. A. “Heat transfer enhancement of nanofluids in a double pipe heat exchanger with louvered strip inserts”, International Communications in Heat and Mass Transfer, Vol. 40, pp. 36-46, 2013. [2] Syed, K. S., Muhammad, I., Zafar, I., and Ahmad, H. “Numerical study of an innovative design of a finned double-pipe heat exchanger with variable fin-tip thickness”, Energy conversion and management, Vol. 98, pp. 69-80, 2015. [3] Sheikholeslami, M., and Ganji, D.D. “Heat transfer improvement in a double pipe heat exchanger by means of perforated turbulators”, Energy Conversion and management, Vol. 127, pp. 112-123, 2016. [4] Maakoul, A.E., El Metoui, M., Abdellah, A., Saadeddine, S., and Meziane, M. “Numerical investigation of thermohydraulic performance of air to water double-pipe heat exchanger with helical fins”, Applied Thermal Engineering, Vol. 127, pp. 127-139, 2017. [5] El Maakoul, A., Laknizi, A., Saadeddine, S., Abdellah, A., Meziane, M., and El Metoui, M. “Numerical design and investigation of heat transfer enhancement and performance for an annulus with continuous helical baffles in a double-pipe heat exchanger”, Energy conversion and management, Vol. 133, pp. 76-86, 2017. [6] Noorbakhsh, M., Zaboli, M., and Mousavi Ajarostaghi, S.S. “Numerical evaluation of the effect of using twisted tapes as turbulator with various geometries in both sides of a double-pipe heat exchanger”, J of Thermal Analysis and Calorimetry, Vol. 140, NO. 3, pp. 1341-1353, 2020. [7] Mozafarie, S.Sh., Javaherdeh, K., and Ghanbari, O. “Numerical simulation of nanofluid turbulent flow in a double-pipe heat exchanger equipped with circular fins”, J. Thermal Analysis and Calorimetry, Vol. 143, NO. 6, pp. 4299-4311, 2021. [8] Braga, C.V.M., and Saboya, F.E.M. “Turbulent heat transfer, pressure drop and fin efficiency in annular regions with continuous longitudinal rectangular fins”, Experimental thermal and fluid sic, Vol. 20, NO. 2, pp. 55-65. 1999. [9] Taborek, J. “Double-pipe and multitube heat exchangers with plain and longitudinal finned tubes”, Heat Transfer Engineering, Vol. 18, NO. 2, pp. 34-45, 1997. [10] Iqbal, Z., Syed, K. S., and Ishaq, M. “Fin design for conjugate heat transfer optimization in double pipe”, International J of Thermal Sic, Vol. 94, pp. 242-258, 2015. [11] Naphon, P. “Heat transfer and pressure drop in the horizontal double pipes with and without twisted tape insert”, International Communications in Heat and Mass Transfer, Vol. 33, NO. 2, pp. 166-175, 2006. [12] Zhang, Li., Hongmei, G., Jianhua, W., and Wenjuan, D. “Compound heat transfer enhancement for shell side of double-pipe heat exchanger by helical fins and vortex generators”, Heat and Mass Transfer, Vol. 48, NO. 7, pp. 1113-1124, 2012. [13] Naphon, P. “Effect of coil-wire insert on heat transfer enhancement and pressure drop of the horizontal concentric tubes”, International Communications in Heat and Mass Transfer, Vol. 33, NO. 6, pp. 753-763, 2006. [14] Khani, N., and Hamidi, H. “Designing of the solar absorption refrigerator heat transfer system using solar pannels”, Biseasonal journal of fluid mechanics and aerodynamics, Vol. 3, 2015. (in Persian) [15] Siavashi, M., Bahrami, H.R.T., and Aminian, E. "Optimization of heat transfer enhancement and pumping power of a heat exchanger tube using nanofluid with gradient and multi-layered porous foams", Applied Thermal Engineering, 138, pp.465-474, 2018. [16] Shih, T.H., Liou, W.W., Shabbir, A., Yang, Z., and Zhu, J. “A new k–ε eddy viscosity model for high Reynolds number turbulent flows”, Comput. Fluids, Vol. 24, pp. 227–238, 1995. [17] Menter, F. R. “Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications”, AIAA journal, Vol. 32, NO. 8, pp. 1598-1605, 1994. [18] American Society of Mechanical Engineers, “ASME boiler and pressure vessel code”, New York, 2019. [19] TEMA, “Standards of The Tubular Exchanger Manufacturers Association, tenth ed. Tubular Exchanger Manufacturers Association”, New York, 2019 | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 75 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 75 |