پروژه حاضر به بررسی عددی افزایش انتقال حرارت و افت فشار در مبادله‌کن حرارتی دولوله‌ای هلیکال با استفاده از توربولاتور پرداخته است. در ابتدای کار با توجه به اینکه نتایج عددی به خودی خود قابل استناد نیستند، مدل بدون توربولاتور مبادله‌کن حرارتی هلیکال (به دلیل نبودن مدل تجربی برای مدل هندسی پیشنهادی) اعتباردهی شده است. سپس جریان موازی و متقابل با یکدیگر مقایسه شده است. سه نوع توربولاتور مثلثی، مستطیلی و ترکیبی بر روی دیواره خارجی لوله داخلی قرار داده شده است، نتایج برای هر سه توربولاتور با مبادله‌کن ساده (بدون توربولاتور) مقایسه شده و با استفاده از فاکتور B.C.R مشخص شد که توربولاتور مثلثی برای زمانی که افت فشار به هر میزان غیر قابل قبول باشد، عملکرد بهتری را نسبت به سایر توربولاتورها از نظر ضریب انتقال حرارت کلی دارد. در ادامه به بررسی تراکم توربولاتور روی لوله داخلی پرداخته و مشاهده شد ضریب انتقالحرارت با کاهش تراکم توربولاتور افزایش می‌یابد و بالعکس میزان افت فشار در ناحیه فضای بین دو لوله کاهش پیدا می‌کند. همینطور با افزایش ارتفاع توربولاتور مشاهده گردید که هرچه ارتفاع توربولاتور از روی سطح لوله داخلی افزایش داده شد، ضریب انتقال حرارت کاهش پیدا کرد و افت فشار با افزایش روبرو شد. در ادامه کار با تغییر محل قرارگیری توربولاتور به دیواره داخلی لوله خارجی بررسی ها را پیش گرفته که نتایج این بررسی بیانگر این واقعیت بود که با در نظر گرفتن فاکتور B.C.R توربولاتور ترکیبی دارای عملکرد بهتری نسبت به توربولاتور مثلثی و مستطیلی شکل بود. با استفاده از فاکتور B.C.R برای مبادله‌کن حرارتی دارای توربولاتور در لوله داخلی و و مبادله‌کن دارای توربولاتور در لوله خارجی و با مقایسه آنها مشخص شد که قرار گرفتن توربولاتور در دیواره خارجی لوله داخلی عملکرد مناسب‌تری را نسبت به زمانی که توربولاتور در لوله خارجی تعبیه شود از خود نشان می‌دهد. با استفاده از نانو سیال آب – آلومینیوم اکسید به عنوان سیال عامل نتایج بدست آمده نشان داد که استفاده از نانو سیال، باعث افزایش میزان انتقال حرارت و افت فشار می‌شود و هرچه کسر حجمی نانو ذرات افزایش می یابد ضریب کلی انتقال حرارت و میزان افت فشار بیشتر افزایش می‌یابد به طوری که برای کسر حجمی 5% نانو سیال به ترتیب افزایش 217 و 115 درصد را شاهد هستیم. اما اعمال میدان مغناطیسی باعث افزایش شدید در میزان افت فشار می‌شود به طوری که افزایش 1087 درصد برای میدان مغناطیسی 0.25 تسلا و 3754% افزایش برای میدان مغناطیسی 0.5 تسلا را برای این حالت مشاهده می‌کنیم. در انتها با بررسی نمودار فاکتور B.C.R برای نانوسیال بدون اعمال میدان و همراه اعمال میدان بهینه‌ترین حالت از دید این فاکتور نانوسیال با کسر حجمی 1% می‌باشد که در این کار به عنوان بهینه‌ترین حالت ممکن بر اساس شرایط موجود انتخاب شده است.

آنچه در این کد خواهید آموخت:

1- نحوه مدلسازی یک مبدل دولوله‌ای در SolidWorks

2- نحوه مش‌بندی و شناسه‌گذاری مرزهای مدل مبدل

3- نحوه تنظیمات نرم افزار Fluent برای شبیه‌سازی مبدل حرارتی دو لوله‌ای

4- نحوه اعمال شرایط مرزی مربوط به دیواره‌های مبدل دولوله‌ای در فلوئنت

5- نحوه فعال سازی و تنظیمات مربوط به MHD در فلوئنت

6- نحوه وارد کردن خصوصیات نانوسیال در فلوئنت

نکات و الزامات:

1- آشنایی با یکی از نرم افزارهای ترسیم هندسه (Gambit ،Solidworks و ...)

3- آشنایی با نحوه اعمال MHD در فلوئنت

4- آشنایی با یکی از نرم‌افزارهای ترسیم نمودار

5- آشنایی با زبان برنامه نویسی Cیا ++C

برای آشنایی با نرم افزار Fluent  می توانید با کلیک بر روی عنوان های زیر به مقاله های مورد نظر هدایت شوید. لازم به ذکر است که نرم افزار Fluent از پرکاربردترین نرم افزار های مهندسی در مقطع کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مکانیک می باشد که بسیاری از دانشجویان با استفاده از نرم افزار Fluent  به ارایه پایان نامه های کارشناسی ارشد, پروژه های صنعتی و علمی می پردازند.

- آشنایی با نرم افزار Fluent

- آموزش نصب نرم افزار Fluent