بررسی عددی انتقال حرارت جابجایی آزاد از دسته لوله داغ با دمای متغیر

یکی از تجهیزاتی که در آن از دسته لوله ها برای تبادل حرارت استفاده می شود، مبدل های حرارتی هستند. مبدل های حرارتی در تمامی شاخه های مهندسی و صنایع مختلف مخصوصا در کارخانه های فرآیند شیمیایی و در نیروگاه ها به کار گرفته می شوند. موضوعی که درمبدل های حرارتی حائز اهمیت است برسی جریان سیال و انتقال حرارت روی چیدمانی از لوله ها است. در این مقاله دو نوع چیدمان مثلثی و مربعی لوله ها با دمای متغیر در اعداد رایلی متفاوت بررسی شده است. انتقال حرارت از نوع جابجایی آزاد بوده و برای شبیه سازی و حل از نرم افزار Ansys-fluent استفاده شده است. نتایج حاکی از آن است که در هر دو چیدمان با افزایش عدد رایلی دبی هوای خروجی افزایش، سرعت متوسط هوای خروجی افزایش، نرخ انتقال حرارت از لوله ها افزایش اما متوسط دمای خروجی کاهش می یابد. در عدد رایلی 105 آرایش مثلثی بیشترین دمای خروجی را دارد و در رایلی 106 و رایلی 107 آرایش مثلثی و مربعی اختلاف اندکی دارند و کمترین دمای خروجی در هر سه عدد رایلی مربوط به آرایش مثلثی است. بالاترین دبی خروجی مربوط به چیدمان مربعی است اما کمترین دبی خروجی در عدد رایلی 105 و 106 مربوط به چیدمان مثلثی و در عدد رایلی 107 مربوط به چیدمان مربعی است.