بهبود انتقال حرارت با بکارگیری از توربولاتور

هدف از انجام این تحقیق بررسی رفتار توربولاتور با هندسه های متفاوت درون لوله در دبی های مختلف میباشد.

ورودی لوله شرط مرزی inlet با پروفیل سرعت توسعه یافته جریان آرام تعریف میشود. به عبارت دیگر سرعت جریان یکنواخت دوردست از دبی مورد نظر بدست میاید که بصورت  نشان داده میشود و سپس با استفاده از سرعت جریان یکنواخت دوردست، پروفیل سرعت جریان توسعه یافته برای جریان لمینار مطابق رابطه زیر بدست خواهد آمد:

که در آن r و  R به ترتیب موقعیت شعاعی از مرکز لوله و شعاع لوله میباشند.

برای اطمینان از بکارگیری مناسب نوع و اندازه المان ها، از روش استقلال شبکه و اطمینان از روند شبیه سازی و سایر تنظیمات شامل مدل توربولانسی و شرایط مرزی از اعتبار سنجی با نتایج تجربی مرجع [1] استفاده شده است.

برای بررسی استقلال از شبکه، پارامتر ضریب اصطکاک برای چهار حالت مختلف تعداد المان ها، مقایسه شده اند. لازم به ذکر است ضریب اصطکاک از رابطه زیر محاسبه میشود:

که در آن deltaP، L، D، p،  و U infinite به ترتیب افت فشار در طول لوله، طول لوله، قطر لوله، دانسیته سیال و سرعت جریان یکنواخت سیال دوردست میباشند.

[1]-Enhancement of heat transfer using CuO/water nanofluid and twisted tape with alternate axis (2011).