بهبود عملكرد مبدل حرارتي پيچشي كنگره‌دار دوسياله حاوي نانوسيالات هيبريدي

performance enhancement of a two-fluid corrugated torsional heat exchanger containing hybrid nanofluids

در اين پژوهش به صورت عددي و با استفاده از ديناميك سيالات محاسباتي به بررسي اثر كنگره درون مبدل حرارتي پيچشي دوسياله حاوي نانوسيال هيبريدي آب-مس-نانولوله كربني پرداخته مي‌شود. هندسه مبدل حرارتي پيچيشي با استفاده از نرم افزار ديزاين مدلر آماده مي‌گردد. همچنين به منظور تحليل سيالاتي از روش حجم محدود و نرم افزار انسيس فلوئنت استفاده مي‌شود. جريان نانوسيال هيبريدي در توربولنت بوده و به منظور مدل سازي آن از مدل توربولانسي كا امگا استفاده مي‌شود. هندسه مبدل حرارتي پيچشي ساده با مبدل حرارتي پيچشي به همراه كنگره مورد مقايسه قرار گرفته و نتايج خروجي به صورت نمودار‌هاي عدد ناسلت متوسط، افت فشار و شاخص PEC ارائه مي‌گردد. مطالعه براي اعداد رينولدز 6000 تا 24000، كسرحجمي 1 تا 5 درصد و سه ارتفاع مختلف 1، 2 و 3 ميلي‌متر از كنگره انجام مي‌شود. نتايج بدست آمده از شبيه سازي عددي نشان مي‌دهد كه استفاده از نانوسيال هيبريدي آب-مس-نانو لوله كربني نسبت به سيال پايه آب باعث عملكرد حرارتي بيشتري مي‌شود.

In this research, the effect of the corrugate inside a two-fluid torsional heat exchanger containing a hybrid water-copper-carbon nanotube nanofluid is investigated numerically using computational fluid dynamics. The geometry of the torsion heat exchanger is prepared using Design Modler software. Also, in order to analyze the fluids, the finite volume method and Ensys Fluent software are used. The hybrid nanofluid stream is in the turbulent and the K Omega turbulence model is used to model it. The geometry of the simple torsional heat exchanger is compared with the torsional heat exchanger with the corrugate and the output results are presented in the form of graphs of mean Nusselt number, pressure drop and PEC index. The study is performed for Reynolds numbers 6000 to 24000, volume fraction of 1 to 5% and three different heights of 1, 2 and 3 mm from the congress. The results obtained from numerical simulation show that the use of water-copper-carbon nanotube hybrid nanofluid causes higher thermal performance than water-based fluid.