تطوير مبادل حراري بأنابيب ذات زعانف جديدة: تصميم مبتكر لمجموعة الأنابيب والأداء الحراري الهيدروليكي

تم إجراء محاكاة ثلاثية الأبعاد بنجاح على الخصائص الحرارية الهيدروليكية لمبادل حراري جديد بأنابيب بيضاوية وزعانف عادية (PFET) مع أنواع مبتكرة من مجموعات الأنابيب، وهي: مجموعة أنابيب بيضاوية مشقوقة (SETB) (الحالتان B و C) ومجموعة أنابيب حَلقيَّة بيضاوية مشقوقة (SAETB) (الحالتان D و E). يحتوي مبادل الحرارة الجديد PFET على أنابيب بمقطع عرضي بيضاوي تخلق فتحات ضيقة موجهة في اتجاه تدفق الوسط أو/و الاتجاه العرضي. تم إجراء دراسة تأثير أشكال مجموعات الأنابيب المختلفة على انتقال الحرارة من جهة الهواء وخصائص تدفق السائل في المبادل الحراري الجديد PFET باستخدام حزمة ANSYS CFX®. تهدف هذه الدراسة إلى تحديد تكوين مثالي لمجموعة الأنابيب المتداخلة لتعزيز معدلات انتقال الحرارة مع تقليل خسائر ضغط التدفق، ومقارنة النتائج مع المبادلات الحرارية التقليدية لمجموعة أنابيب بيضاوية غير مشقوقة. معدل انتقال الحرارة المتوسط لمبادل الحرارة SETB/SAETB يزيد بأكثر من 15% عن مبادل الحرارة التقليدي لأنابيب بيضاوية غير مشقوقة. كانت معايير تقييم الأداء الكلي، المقدرة من حيث عامل جودة المساحة وعامل جودة الحجم للحالات المحسنة (SETBs/SAETBs)، أعلى مما هو موجود في حالة مجموعة الأنابيب البيضاوية غير المشقوقة. بشكل عام، أظهرت النتائج الحاسوبية أن الحالة D تسبب زيادة ملحوظة في معدل انتقال الحرارة دون فقدان في ضغط التدفق.