محمدرضا جعفری نصر - پژوهشگاه صنعت نفت
آیدا همت - دانشگاه صنعتی سهند، دانشکده مهندسی شیمی
امین سالم - دانشگاه صنعتی سهند، دانشکده مهندسی شیمی

با اینکه مبدل های پوسته و لوله معمولی سابقه طولانی و موفقی در صنعت داشته اند، ولی این تجهیزات دارای مشکلات و محدودیت های عملیاتی هستند. پایین بودن میزان ضریب انتقال حرارت در سمت پوسته و نحوه حرکت جریان سیال به ویژه در سمت پوسته این مبدل ها به نحوی است که احتمال به وجود آمدن نواحی مرده و در نتیجه تشکیل رسوب در آنها زیاد است. همچنین میزان افت فشار به ازای ضریب انتقال حرارت و ایجاد لرزش در دسته لوله ها بالا است. در این پژوهش طراحی پیشرفته ای از خانواده مبدل های حرارتی پوسته- لوله به نام «مبدل حرارتی با لوله های پیچشی» معرفی شده است. در این مبدل حرارتی خاص، بیشتر مشکلات مربوط به انواع ساده مبدل های پوسته- لوله ای برطرف شده است. پس از استخراج قوانین حاکم بر انتقال حرارت و افت فشار از مراجع معتبر، الگوریتم طراحی سریعی با هدف استفاده بهینه از افت فشار مجاز ارائه و نتایج آن با اطلاعات سایر مراجع اعتبار سنجی شده است. به منظور مقایسه میزان کارایی مبدلی با لوله های پیچشی نسبت به مبدلی با لوله های ساده، با ارائه شاخصی، سطح انتقال حرارت لازم برای تبادل یک بار حرارتی معین با یکدیگر مقایسه شده و مزیت به کارگیری مبدل هایی با لوله های پیچشی به خوبی روشن گردیده است.

مبدل حرارتی, لوله پیچشی, الگوریتم طراحی سریع, انتقال حرارت