التحقيق العددي في خصائص التدفق الحراري في مبادل حراري بأشكال أنابيب متنوعة

في هذه الدراسة، تم فحص ثمانية تكوينات من الأنابيب البيضاوية والمسطحة في أجهزة حرارية بأنابيب ذات زعانف دائرية ومقارنتها مع الأنبوب الدائري التقليدي. الهدف هو تقييم تأثير مسطح الأنبوب ونسبة المحور للأنبوب البيضاوي على خصائص التدفق الحراري للبنك المتعرج المكون من ثلاثة صفوف عند Re (2600 ≤ Re ≤ 10,200). وقد لوحظ أن معدل تبادل الحرارة وعامل كولبورن يزيدان وفقًا لنسبة المحور والمسطحية، حيث تقدم O1 وF1 أعلى القيم. كما تنتج O1 أقل قيم لعامل الاحتكاك بين جميع الأنابيب البيضاوية عند جميع قيم Re، بينما تعطي F4 احتكاكًا أقل بنسبة 13.2-18.5% من أشكال الأنابيب الأخرى. فيما يتعلق بمعيار تقييم الأداء، تفوقت جميع الأنابيب التجريبية على الأنبوب الدائري التقليدي (O5)، حيث حصلت O1 وF1 على أعلى القيم. وقد وجد أن معيار الأداء العالمي للأنبوب O1 أعلى بنسبة 9.6-45.9% مقارنةً بأشكال الأنابيب البيضاوية الأخرى عند قيم Re المنخفضة، ويزداد معيار الأداء العالمي مع زيادة المسطح. الشكل الأنبوب F1 يتفوق على جميع تصميمات الأنابيب التي تم فحصها؛ وبالتالي، فإن هذا الشكل الأنبوب يقترح استخدامه في أنظمة الطاقة.