بررسی عددی تاثیر درون لوله یی دوار دو پره یی بر عملکرد آبگرمکن گازی فوری

I n t h i s s t u d y, t h e e f f e c t o f t u b e-i n s e r t a s a p a s s i v e m e t h o d t o i n c r e a s e h e a t t r a n s f e r, i n s t a n t g a s l i g h t w a t e r h e a t e r p e r f o r m a n c e w a s e v a l u a t e d. T h e s i m u l a t i o n r e s u l t s r e v e a l e d t h a t f o r r o t a r y t u b e-i n s e r t w i t h d i f f e r e n t c r o s s s e c t i o n s h a p e s. T h e a r t i c l e p r e s e n t a n u m e r i c a l s t u d y o f t u r b u l e n t h e a t t r a n s f e r a n d f l o w c h a r a c t e r i s t i c s i n e l l i p t i c a l t u b e e q u i p p e d w i t h t w o-b l a d e d r o t a r y t u b e-i n s e r t. S e v e n d i f f e r e n t t u b e-i n s e r t a r e t e s t e d i n t h e c u r r e n t w o r k; t h e y i n c l u d e d t h e t w o-b l a d e d t u b e-i n s e r t w i t h f o u r d i f f e r e n t l e n g t h o f p i t c h ۷۵, ۱۰۰, ۱۵۰ a n d ۲۰۰ m m a n d t h r e e b l a d e a n g l e ۴۰, ۵۵ a n d ۷۰ d e g r e e. I n t h i s s t u d y, t h e e f f e c t o f t u b e-i n s e r t a s a p a s s i v e m e t h o d t o i n c r e a s e h e a t t r a n s f e r, i n s t a n t g a s l i g h t w a t e r h e a t e r p e r f o r m a n c e w a s e v a l u a t e d. T o a n a l y z e t h e e f f i c i e n c y a n d e f f e c t i v e n e s s t u b e-i n s e r t g e o m e t r i c p a r a m e t e r s a n d p h y s i c a l p a r a m e t e r s o f t h e f l o w, s t e a d y a n d i n c o m p r e s s i b l e f l o w g a s l i g h t w a t e r h e a t e r, u s i n g t h e c o m m e r c i a l s o f t w a r e A N S Y S C F X ۱۴ w a s m o d e l e d. T u r b u l e n t f l o w r e g i m e o f t h e f l u i d i s u s e d. T h e n u m e r i c a l s i m u l a t i o n i s p e r f o r m e d u s i n g S S T t u r b u l e n c e m o d e l a n d w a l l f u n c t i o n n e a r t h e w a l l s i n A N S Y S C F X t o s t u d y t h e p h e n o m e n a o f f l o w f i e l d i n a e l l i p t i c a l t u b e w i t h h e l i c a l b l a d e r o t o r s. T h e S I M P L E a l g o r i t h m p r e s s u r e-v e l o c i t y c o u p l i n g m e t h o d, t h e s t a n d a r d p r e s s u r e, t h e h i g h r e s o l u t i o n s c h e m e d i s c r e t i z a t i o n s c h e m e f o r m o m e n t u m, e n e r g y a r e s e l e c t e d i n t h e s i m u l a t i o n. T h e r e s u l t s o f t h e s i m p l e t u b e c o m p a r e d w i t h t h e t h e o r e t i c a l G n i e l i n s k i a n d P e t u k h o v r e l a t i o n s h i p f o r v a l i d a t e o f r e s u l t s. U s i n g m o d e l i n g r e s u l t s, p e r f o r m a n c e p a r a m e t e r s s u c h a s t h e c o e f f i c i e n t o f f r i c t i o n, h e a t t r a n s f e r c o e f f i c i e n t, a n d t h e r m a l p e r f o r m a n c e h a s b e e n c a l c u l a t e d a n d a n a l y z e d. E f f e c t o f T u b e-i n s e r t g e o m e t r i c p a r a m e t e r s s u c h a s t h e l e n g t h a n d a n g l e o f b l a d e s w e r e e v a l u a t e d o n p e r f o r m a n c e g a s l i g h t b o i l e r s. R e y n o l d s n u m b e r s r a n g e f r o m ۳۵۸۰ t o ۱۴۳۲۰ i s i n v e s t i g a t e d. T h e a v e r a g e c o e f f i c i e n t o f t h e r m a l p e r f o r m a n c e f o r g a s l i g h t w a t e r h e a t e r e q u i p p e d w i t h t w o-b l a d e d t u b e-i n s e r t w i t h l e n g t h o f p i t c h ۷۵, ۱۰۰, ۱۵۰ a n d ۲۰۰ m m, r e s p e c t i v e l y, ۱/۰۱۷, ۱/۰۲۷, ۱/۰۳۳ a n d ۱/۰۴۲h a v e b e e n. B y o b s e r v i n g t h e r e s u l t s a n d c o m p a r e t h e m t w o-b l a d e t u b e-i n s e r t w i t h b l a d e a n g l e ۵۵ a n d ۷۰ d e g r e e s w i t h a n a v e r a g e c o e f f i c i e n t o f t h e r m a l p e r f o r m a n c e ۱/۲۱۵ a n d ۱/۱۹۳ b e s t p e r f o r m a n c e i n g a s l i g h t w a t e r h e a t e r h a v e b e e n s t u d i e d. T h e r e f o r e, t h e u s e o f r o t a r y t u b e-i n s e r t a s a p a s s i v e m e t h o d c a n s i g n i f i c a n t l y i n c r e a s e h e a t t r a n s f e r i n t h e h e a t e x c h a n g e r s. T h e i n c r e a s e i n f l o w v e l o c i t y o f t h e h e a t e x c h a n g e r t u b e e q u i p p e d w i t h a r o t a r y t u b e-i n s e r t r e d u c e f r i c t i o n a n d p r e v e n t t h e a c c u m u l a t i o n o f f o u l i n g. T h i s m e t h o d c a n a l s o b e u s e d i n h e a t e x c h a n g e r s.