بررسی عددی انتقال حرارت جابجایی آزاد از دسته لوله داغ با دمای متغیر

یکی از تجهیزاتی که در آن از دسته لوله ‌ها برای تبادل حرارت استفاده می‌شود، مبدل‌ های حرارتی هستند. مبدل‌ های حرارتی در تمامی شاخه‌‌ های مهندسی و صنایع مختلف مخصوصا در کارخانه‌ های فرآیند شیمیایی و در نیروگاه‌ها به کار گرفته می‌شوند. موضوعی که درمبدل ‌های حرارتی حائز اهمیت است برسی جریان سیال و انتقال حرارت روی چیدمانی از لوله‌ ها است. در این مقاله دو نوع چیدمان مثلثی و مربعی لوله‌ ها با دمای متغیر در اعداد رایلی متفاوت بررسی شده‌است. انتقال حرارت از نوع جابجایی آزاد بوده و برای شبیه ‌سازی و حل از نرم‌افزار ansys-fluent استفاده شده‌است. نتایج حاکی از آن است که در هر دو چیدمان با افزایش عدد رایلی دبی هوای خروجی افزایش، سرعت متوسط هوای خروجی افزایش، نرخ انتقال حرارت از لوله ‌ها افزایش اما متوسط دمای خروجی کاهش می‌یابد. در عدد رایلی 105  آرایش مثلثی بیشترین دمای خروجی را دارد  و در رایلی 106 و رایلی 107 آرایش مثلثی و مربعی اختلاف اندکی دارند و کمترین دمای خروجی در هر سه عدد رایلی مربوط به آرایش مثلثی است. بالاترین دبی خروجی مربوط به چیدمان مربعی است اما کمترین دبی خروجی در عدد رایلی 105 و 106 مربوط به چیدمان مثلثی و در عدد رایلی 107 مربوط به چیدمان مربعی است.