کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
657320 1458062 2015 8 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Optimal design of porous baffle to improve the flow distribution in the tube-side inlet of a shell and tube heat exchanger
ترجمه فارسی عنوان
طراحی بهینه از بافر متخلخل برای بهبود توزیع جریان در ورودی طرف لوله یک مبدل حرارتی پوسته و لوله
کلمات کلیدی
مبدل حرارتی شل و لوله، بهینه سازی عددی، سرعت سنجی تصاویر ذرات، صفحه متخلخل
ترجمه چکیده
یک مطالعه بهینه سازی یک صفحه متخلخل برای بهبود توزیع جریان در طرف لوله یک مبدل حرارتی پوسته و لوله با استفاده از روش های عددی و تجربی انجام شد. اولین فرضیه در مرحله طراحی مبدل های حرارتی چند کاناله این است که توزیع جریان حتی در طول چندین کانال وجود دارد. با این حال، این فرض عموما در شرایط واقعی قابل قبول نیست. برای بررسی اثربخشی بافل متخلخل در بهبود توزیع جریان در طرف لوله یک مبدل مبدل حرارتی پوسته و لوله، یک آزمایش تجربی ابتدا انجام شد. نتایج نشان می دهد که بازتابی می تواند تا حد زیادی توزیع نفوذ را کاهش دهد. پس از آن، بهینه سازی عددی از شکل غلاف متخلخل انجام شد. انحنای بهینه شده یک صفحه متخلخل و توزیع سوراخ های دایره ای در بازتاب با استفاده از روش عددی تعیین شد. نتایج بهینه سازی نشان می دهد که خطای مطلق به طور متوسط ​​محاسبه شده میانگین سرعت جریان بافل بهینه شده به یک سوم از مدل پروانه ای بافر کاهش یافته است. برای اعتبارسنجی بهینه سازی عددی، میدان جریان با بازتابی بهینه شده اندازه گیری شد. اگر چه بین نتایج آزمایشگاهی و عددی اختلاف وجود دارد، نتایج نشان داد که توزیع جریان با استفاده از مدل بهینه شده در مقایسه با پروانه نوع بافر متخلخل به طور عمده بهبود یافته است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی جریان سیال و فرایندهای انتقال
پیش نمایش مقاله
طراحی بهینه از بافر متخلخل برای بهبود توزیع جریان در ورودی طرف لوله یک مبدل حرارتی پوسته و لوله
چکیده انگلیسی
An optimization study of a porous plate to improve the flow distribution in the tube side of a shell and tube heat exchanger was performed using numerical and experimental methods. The first assumption in the design stage of multichannel heat exchangers is that there is an even flow distribution along the multi channels. However, this assumption is generally not upheld in real situations. An experimental study was first performed to confirm the effectiveness of a porous baffle in improving the flow distribution in the tube side of a shell and tube heat exchanger. The results showed that the baffle can largely decrease maldistribution. We then performed numerical optimization of the porous baffle shape. The optimized curvature of a porous plate and the distribution of circular holes in the baffle were determined using the numerical method. The optimization results showed that the area-weighted averaged absolute error of the flow rate of the optimized baffle decreased to one-third that of the proto-type baffle model. For validation of the numerical optimization, the flow field with the optimized baffle was measured. Although there were some differences between the experimental and the numerical results, the results showed that the flow distribution using the optimized model was largely improved compared with that of the proto-type porous baffle.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: International Journal of Heat and Mass Transfer - Volume 80, January 2015, Pages 865-872
نویسندگان
, , , ,