شعیب خانمحمدی

در این پژوهش به بهینه سازی پارامترهای هندسی مبادله کن حرارتی دولوله ای حاوی نانوسیال آب-گرافن، مجهز به پره های مخروطی پیچ خورده در سمت لوله و ریب ها در سمت حلقوی با استفاده از آنالیز قوانین ترمودینامیک پرداخته می شود. در این مطالعه به آنالیز قوانین ترمودینامیک در یک مبادله کن گرمایی دو لوله ای دایره ای مجهز به توربولار به صورت پره های مخروطی در سمت لوله و ریب ها در سمت حلقوی به صورت روش عددی پرداخته می شود. بدین معنا که پره های مخروطی که هر کدام قطاعی از یک مخروط ناقص می باشند، بر روی یک میله باریک که در مرکز لوله قرار دارد نصب می شوند. همچنین از نانوسیال به عنوان سیال کاری استفاده می شود. از آن جایی که فرآیندهای برگشت ناپذیر خود به خودی است، در نتیجه همه آن ها با افزایش آنتروپی همراه می باشند. این نکته را می توان به این صورت مطرح کرد که در فرآیندهای برگشت ناپذیر آنتروپی تولید می شود. در این پژوهش هدف بررسی تاثیر پارامترهای هندسی توربولاتور بر روی تولید آنتروپی در جریان نانوسیال و یافتن روابط این پارامترها با تولید آنتروپی برای دست یابی به شرایط بهینه تر می باشد. مشخصه های پره های مخروطی پیچ خورده با 4 پارامتر هندسی بیان می شوند: زاویه پیچش (θ): زاویه محور پیچش با محور میله مرکزی که پره های مخروطی بر روی آن درج می شوند (محور پیپش محوریست که مخروط ناقص حول گردش به دور آن پدید می آید). زاویه شیب (α): زاویه باز شدگی مخروط ناقص نسبت به محور پیچش (این زاویه نسبت به محور پیچش رسم می شود و سطح مقطع مخروط ناقص به روی آن رسم می شود). زاویه هندسی (β): زاویه گردش سطح مقطع مخروط ناقص به دور محور پیچش (میزان زاویه قطاع مخروط ناقص). گام (S): فاصله دو پره مخروطی متوالی. پره های مخروطی به صورت ساعتگرد و متناوب بر روی میله مرکزی درج شده اند. توربولاتورها معمولا پره های مارپیچی شکلی هستند که درون لوله های دیگ ها و بویلرهای فایبرتیوب (آتش در لوله) قرار داده می شوند و به جریان حالت دورانی می دهند. در واقع توربولاتور قطعه مکانیکی ثابتی است که با ایجاد اغتشاش در جریان و از بین بردن لایه های مرزی، ضریب انتقال گرما را افزایش داده و از تشکیل رسوب بر روی سطح داخلی لوله جلوگیری می کند و باعث طولانی تر شدن مسیر عبور جریان در لوله می شود و در نتیجه جریان سیال مدت زمان بیشتری در تماس با سطح تباد