تحليل عددي انتقال گرما و تلفات اگزرژي در يك مبادله كن گرمايي دولوله اي با لوله ي مركزي موجدار: ساختار جديدي از لوله هاي موجدار

Numerical Study of Heat Transfer and Exergy Loss in a Double Tube Heat Exchanger with Corrugated Inner Tube: The New Configuration of Corrugated Tubes

در مطالعه­ ي حاضر، تاثير استفاده از لوله ­هاي موجدار (بهبود يافته) به عنوان لوله ­ي مركزي مبادله ­كن گرمايي دولوله­اي بر روي انتقال گرما و تلفات اگزرژي به صورت عددي مورد مطالعه قرار گرفته است. موج­ها از يك نيم دايره با قطر­هاي مختلف شامل 2/5، 5 و 7/5 ­ميلي متر، و يك خط مورب تشكيل شده ­اند. لوله­ ي مركزي مبادله­ كن گرمايي از جنس مس با قطر 27 ميلي متر و لوله­ ي خارجي با قطر 54 ميلي متر و عايق در نظر گرفته شده است. با توجه به نتايج به دست آمده، استفاده از لوله­ هاي موجدار به عنوان لوله­ ي مركزي مبادله­ كن گرمايي دولوله اي تاثير قابل توجهي بر روي انتقال گرما و تلفات اگزرژي مي­ گذارد. به طوري كه ميزان انتقال گرما در حضور اين نوع لوله ­ها 1/07 تا 3/08 برابر مبادله­ كن گرمايي ساده است. علاوه بر اين، تاثير دماي ورودي آب گرم و دماي ورودي آب سرد بر روي تلفات اگزرژي نيز مورد بررسي قرار گرفته است. با توجه به نتايج به دست آمده، افزايش اختلاف دماي آب گرم ورودي و آب سرد ورودي باعث افزايش تلفات اگزرژي مي­ شود.

In the present study, effect of the using corrugated tube (modified tube) as inner tube of a double tube heat exchanger on the heat transfer rate and exergy loss is numerically investigated. Each corrugation is made of a semi-circle with various diameters of 2.5, 5 and 7.5 mm, and a diagonal line. The inner tube of the heat exchanger is made of copper with inner diameter of 27 mm. The outer tube with inner diameter of 54.5 mm is considered isolated. The obtained results indicated that the use of corrugated tube as inner tube of heat exchanger had a significant effect on the heat transfer rate and exergy loss. Heat transfer in double tube heat exchangers with corrugated tubes was 1.07 to 3.08 times more than the transferred heat in a simple double tube heat exchanger. Furthermore, the effects of inlet hot water temperature and inlet cold water temperature on the exergy loss are studied. Based on acquired data, by increasing of the inlet hot water temperature or decreasing of the inlet cold water temperatures, exergy loss increases.