تحليل عددي تأثير صفحه ضربه‌گير بر جريان سيال و انتقال حرارت سمت پوسته حوزه ورودي يك مبدل حرارتي پوسته و لوله

Numerical analysis of effect of impingement plate on shell side fluid flow and heat transfer of inlet part of a shell and tube heat exchanger

در اين تحليل، تأثير نصب صفحه ضربه گير بر عدد ناسلت، انتقال حرارت و همچنين آشفتگي جريان سيال سمت پوسته، در يك مبدل حرارتي پوسته و لوله عمودي مورد مطالعه قرار گرفته است. مبدل‌هاي پوسته و لوله به دلايل مختلفي دچار خرابي مي‌شوند. نشت از لوله‌ها و نيز شكستگي آنها در نقاط اتصال لوله‌ها با بافل و تيوب‌شيت، از متداولترين اين خرابي‌ها مي‌باشد. در صنعت براي كاهش اين خرابي‌ها در ورودي جريان سيال سمت پوسته يك صفحه ضربه‌گير نصب مي‌شود. به همين منظور براي بررسي تأثير نصب اين صفحه بر فاكتورهاي مهم انتقال حرارت و جريان سيال، حوزه ورودي سمت پوسته يك مبدل حرارتي پوسته و لوله عمودي با 361 لوله، به صورت دو مدل سه بعدي مجزا براي حالت‌هاي با صفحه ضربه‌گير و بدون آن مدل گرديد، و شبكه بندي اين مدل‌ها نيز به صورت كاملاً شش‌وجهي انجام شد. در اين تحليل، ميدان جريان با استفاده از نرم‌افزار فلوئنت براي دو حالت مذكور شبيه‌سازي گرديد، كه بررسي عدد ناسلت متوسط سمت پوسته، در دو حالت با صفحه و بدون صفحه ضربه‌گير نشان داد كه در حالت با صفحه ضربه‌گير، در مقايسه با حالت بدون آن، عدد ناسلت، بيش از 3 درصد و همچنين شدت آشفتگي جريان بين لوله‌ها در مقطع مياني مبدل در حدود 30 درصد كاهش يافته است، كه اين كاهش در عدد ناسلت و شدت آشفتگي نشان دهنده كاهش ضريب انتقال حرارت جابجايي ميان لوله‌ها مي‌باشد و در واقع به شكل مستقيم موجب كاهش عملكرد حرارتي مبدل پوسته و لوله گرديد.

No Abstract