جریان متلاطم و افزایش انتقال حرارت در یک مبدل حرارتی لوله ای با شیارهای گسسته شیب دار

در مطالعه حاضر از یک لوله با شیارهای شیب دار برای انتقال حرارت و مینیمم کردن مصرف انرژی برق از طریق تولید جریان های چرخشی طولی با گرداب های متعدد در یک لوله شیاردار، استفاده شد. برای ارزیابی ساختار جریان متلاطم و اثرات پارامترهای هندسی روی عملکرد حرارتی از یک روش عددی استفاده شده است. بر اساس نتایج ما، جریان های طولی چرخشی با گرداب های چند گانه در لوله شیب دار ایجاد می شود، و تعداد گرداب های القایی متناسب با تعداد شیارها است. انتقال حرارت و ضریب اصطکاک در یک لوله صاف به ترتیب ۲۳/۱-۱۷/۲ و ۰۲/۱ تا ۷۵/۳ افزایش می یابد. به منظور درک بیشتر مکانیسم فیزیکی لوله شیاردار افزایشی و ارزیابی پارامترهای فیزیکی، بررسی های تولید آنتروپی انجام شد. نتایج نشان داد نسبت مقدار تولید انتروپی با افزایش شیار ها و با کاهش نسبت شیب شیار و تعداد شیار گاهش می یابد و نسبت شیب شیار برابر ۳ برای لوله پیشنهاد می شود. به علاوه مقایسه هایی که با کارهای قبلی انجام شده نشان می دهد که لوله شیاردار عملکرد حرارتی بسیار چشمگیری نسبت به لوله شیار دار تراگذار، لوله با شیارهای داخلی راه راه و لوله با شیار پیوسته دارد اما عمل

In the present work, we propose a novel enhanced tube with discrete inclined grooves, aiming to enhance heat transfer with minimum consumption of pump power by generating longitudinal swirl flows with multiple vortices in the proposed grooved tube. A numerical study has been conducted to investigate the turbulent flow structures and the effects of geometric parameters on the thermal performance. According to the results, longitudinal swirl flows with multiple vortices are generated in the grooved tube, and the number of induced vortices is proportional to the number of circumferential grooves. The heat transfer and friction factor are enhanced by a factor of approximately 1.23–۲.۱۷ and 1.02 to 3.75 over the smooth tube, respectively. To further understand the physical mechanism of the enhanced grooved tube and to assess the effects of geometric parameters, entropy generation analyses have also been performed. The results show that the entropy generation number ratios decrease with inc