بررسي تاثير درون‌لوله‌ايستاره‌اي روي عملكرد حرارتي آبگرمكن گازي در جريان مغشوش

Influences of Star Tube Insert on Thermal Performance Characteristics in Turbulent Flows in Gas Water Heater

در اين تحقيق، به‌بررسي آثار درون‌لوله‌اي ستاره‌اي، به‌عنوان يكي از مهم‌ترين روش‌هاي افزايش انتقال حرارت در آبگرمكن گازي، به‌عنوان يك نوع خاص از مبدل‌هاي حرارتي، پرداخته شده است. آثار جايگذاري درون‌لوله‌اي ستاره‌اي با طول گام‌هاي مختلف بر عملكرد حرارتي آبگرمكن، به‌كمك روش عددي حجم محدود، مورد مطالعه قرار گرفته‌ است.‌ در تمامي حالت‌هاي بررسي‌شده (اعداد رينولدز بين 5800 تا 18600) عدد ناسلت خيلي بيشتر از عدد ناسلت در حالت بدون درون‌لوله‌اي است؛ به‌طوري‌كه متوسط عدد ناسلت در محدوده رينولدزهاي بررسي‌شده، براي طول گام‌هاي 2، 3 و 5/4 سانتيمتر به‌ترتيب، 91/1، 755/1 و 592/1 برابر عدد ناسلت لوله بدون درون‌لوله‌اي محاسبه شد. به‌منظور بررسي افت ‌فشارهاي ايجاد‌شده همراه با افزايش انتقال حرارت، به‌واسطه جايگذاري درون‌لوله‌اي، از متغير ضريب عملكرد استفاده مي‌شود. نتايج نشان مي‌دهد كه تاثير كلي جايگذاري درون‌لوله‌اي ستاره‌اي با طول گام‌هاي مختلف، بر روي عملكرد آبگرمكن مطلوب است.

In this work, the effects of star tube insert as one of the best passive method for enhancement heat transfer in gas water heater are studied. The effects of this tube insert with step 2, 3 and 4.5 cm on flow characteristics and thermal performance of the gas water heater are investigated using finite volume method. In the cases studied (Reynolds numbers between 5800 and 18600), Nu Number is obtained much higher than the gas water heater without tube insert. As the average Nu Number in the range of Re Number is 1.91, 1.755 and 1.592 for step 2, 3 and 4.5, respectively, compared to plain tube without tube insert. In order to evaluate the pressure drop with an increase in heat transfer due to tube insert, the thermal performance factor is used. The Results show that the overall effect of the star tube inserts with different steps on the gas water heater performance is desirable.