بررسی افزایش نسبت Uf/∆P یک مبدل پوسته-لوله توسط تغییر پارامترهای مؤثر در فاصله‌ی بهینه‌شده‌ی بافل‌ها

در مقاله‌ی حاضر با استفاده از نرم‌افزارهای ASPEN B-JAC و +HTFS پس از بهینه‌سازی فاصله‌ی میان بافل‌ها، تأثیر دو نوع مختلف بافل، شامل تک‌قسمته و دو‌قسمته، در سه حالت افقی، عمودی و دوران‌یافته با زاویه‌ی ̊45 روی نسبت ضریب کلی انتقال حرارت به افت فشار یک مبدل پوسته-لوله بررسی شده است. در این پژوهش از سیال پروپان برای سمت گرم (لوله) و از آب برای سمت سرد (پوسته) استفاده شده است. روش حل مسئله در نرم‌افزار، مجموعه‌ای از روش‌های Taborek و ویلیس-جانستون بوده که به ترتیب برای محاسبه‌ی ضریب انتقال حرارت و افت فشار به کار رفته و با توجه به روش‌های گوناگون موجود جهت محاسبه‌ی ضریب انتقال حرارت و میزان افت فشار در سمت پوسته با سیال تک‌فاز، داده‌ها با روش Bell-Delaware که دقیق‌ترین روابط را داراست مقایسه و اعتبارسنجی شده‌اند. با توجه به نتایج به دست آمده، پس از اعتبار‌سنجی به بهینه‌سازی فاصله‌ی بافل‌ها پرداخته شده و سپس، اثر نوع، برش و جهت بافل‌ها بر روی افزایش مقدار نسبت Uf/∆P در فاصله‌ی بهینه‌شده‌ای از بافل‌ها مورد بررسی قرار گرفته است. از میان شش حالت بررسی شده با رژیم جریان متلاطم، برای نوع و زاویه‌ی بافل‌ها، نوع دوقسمته‌ی عمودی با هزینه‌ی یکسان نسبت به پنج حالت دیگر در فاصله‌ی بافل مشابه، بهترین حالت بوده و دارای بیش‌ترین نسبت Uf/∆P می‌باشد. علاوه بر این، با وجود جریان آرام نیز نوع دو‌قسمته‌ی بافل از نوع تک‌قسمته‌ی آن با هزینه‌ی یکسان و فاصله‌ی بافل مشابه عملکرد بهتری دارد.

مبدل پوسته-لوله، نرم‌افزارهای ASPEN B-JAC و +HTFS، بهینه‌سازی، نوع و جهت و برش بافل، نسبت Uf/∆P