منصة الرسائل والاطاريح: تقصي الحمل الحراري القسري للجريان ثنائي الطور في مجمع أنابيب مع مولدات دوامية

الخلاصة

يهدف العمل الحالي إلى تحسين معامل الحمل الحراري من خلال استخدام أشكال مختلفة للمولدات الدوامية في مجمع أنابيب لجريان أحادي وثنائي الطور. يتم حساب معدل انتقال الحرارة وانخفاض الضغط في القناة المستطيلة الأفقية. تم تقييم الحمل الحراري للجريان عبر مجمع الانابيب مع الجنيحات داخل المبادل الحراري في جزئين عدديًا تحت مدى رينولدز للماء (3639-4813). يتعامل العمل العددي الحالي مع المحاكاة باستخدام الكود التجاري ANSYS FLUENT (19). الجزء الأول درس تأثير الجريان ثنائي الطور (الماء والهواء) على أداء نوعين من المولدات الدوامية (المثلثة والمستطيلة درس الجزء الثاني فعالية أربعة أشكال من الجنيحات (المثلثة ، المستطيلة ، المتعرجة ، والمتموجة) ، و مجمع انابيب دائرية أوبيضوية ، وتكوينات (CFU) أو (CFD). يتم تغير زاية الميل للجنيحات (15, 20, 25) درجة في الجريان ثنائي الطور. درس هذا العمل بشكل تجريبي تأثير شكلين من المولدات الدوامية (المثلثة والمستطيلة) ومعدلات الجريان مختلفة للخليط (ماء-هواء) على معامل انتقال الحرارة. في التدفق أحادي الطور (الماء) عندما زاد (Re) من (3646) إلى (4252) و (4813) ، زاد (Nu) بنسبة (8.3٪) و (17٪) عدديًا وبنسبة (8٪) و (17.13٪) تجريبياً. انخفض (f) بنسبة (12.5٪) و (9.6٪) عددياً وبنسبة (2.1٪) و (3.7٪) تجريبياً في حالة عدم استخدام مولدات دوامية. عند (Re = 3646) زاد (Nu) بنسبة (52.8٪) عددياً وبنسبة (53٪) تجريبياً ,عند Re=4254)) زاد بنسبة (45.16٪) عددياً وبنسبة (45.67٪) تجريبياً وأخيراً عند (Re=4813) زادت بنسبة (46.4٪) عددياً وبنسبة (45.68٪) تجريبياً في حالة استخدام الجنيحات المثلثة. كما أنه عند (Re = 3646) زاد (Nu) بنسبة (63.46٪) عددياً وبنسبة (62٪) تجريبياً , و عند Re=4254)) زاد بنسبة (60.16٪) عددياً وبنسبة (60.78٪) تجريبياً, وأخيراً عند (Re=4813) زادت بنسبة (59.1٪) عددياً وبنسبة (58.56٪) تجريبياً مع أستخدام الجنيحات المستطيلة مقارنة في حالة عدم استخدام مولدات دوامية. أفضل معامل أداء كان (2.4) عددياً و (2.8) تجريبياً مع الجنيحات المثلثة ، و (1.6) عددياً و (1.5) تجريبياً مع الجنيحات المستطيلة. في الجريان ثنائي الطور (ماء - هواء) زاد (Nu) بنسبة (80٪) عددياً وبنسبة (81٪) تجريبياً مع استخدام الجنيحات المثلثة. كما زاد عدد (Nu) بنسبة (76.4٪) عدديا وبنسبة (71.7٪) تجريبيا مع استخدام الجنيحات المستطيلة. وانخفض (f) بنسبة (19.65٪) عددياً وبنسبة (19.6٪) تجريبياً مع استخدام الجنيحات المثلثة , وانخفض (f) بنسبة (13.5٪) عددياً وبنسبة (5٪) تجريبياً مع استخدام الجنيحات المستطيلة مقارنة في حالة عدم استخدام مولدات دوامية. أفضل معامل أداء كان (2.24) عددياً و (2.25) تجريبياً مع استخدام الجنيحات المثلثة ، (2) عددياً و (1.81) تجريبياً مع مع استخدام الجنيحات المستطيلة. تم الحصول على الأداء الحراري-الهيدروليكي الأفضل مع استخدام الجنيحات المثلثة عند زاوية ميل (15 درجة( مع مجمع انابيب بيضوية في الجريان ثنائي الطور ذو ترتيب (CFD) وبمعدل معتدل للجريان المضطرب.