بهبود مبادله کن های حرارتی پوسته لوله با بافل های مارپیچ و قطاعی حفره دار

در این تحقیق رفتار هیدرولیکی حرارتی جریان سیال در مبادله­کن حرارتی پوسته لوله با بافل­های جدید حفره­دار قطاعی، حفره­دار  مارپیچ با ساختار­های پایه (قطاعی و مارپیچ ساده) به صورت عددی بررسی می­شوند. با مقایسه پارامترهای ارزیابی مانند انتقال حرارت، افت فشار، نسبت انتقال حرارت به فشار، و ضریب ارزیابی عملکرد (EEC) نقش بافل های ارائه شده با ساختار پایه (بافل قطاعی، بافل مارپیچ یک طرفه) مقایسه می­شود، بر اساس نتایج به دست آمده، بافل مارپیچ پیوسته حفره دار نسبت به بافل مارپیچ ساده ۴۶/۲۲ درصد و بافل قطاعی حفره دار نسبت به بافل قطاعی ساده ۷۶/۱۹ درصد افت فشار را کاهش می­دهد. وجود حفره­ها باعث ایجاد یک مسیر جدید جریان  در طول دسته لوله­ ها می­شود. در یک ارزیابی جامع تر با مقایسه­ ضریب ارزیابی عملکرد ساختارهای حفره دار بافل مارپیچ و قطاعی به ترتیب افزایش ۳/۱۸ و ۱۷/۱۱ درصد نسبت به ساختارهای پایه ارائه دادند.  این ایده با تغییر الگوی جریان از مارپیچ به مارپیچ-طولی و از زیگزاگی به زیگزاگ-طولی توزیع جریان در سمت پوسته را یکنواخت تر می­کند در واقع این مدل جریان باعث کاهش نواحی مستعد رسوب (نواحی مرده) و هزینه های نگهداری و بهبود عملکرد سیستم  می گردد. با این وجود، ساختار جدید حفره­دار می تواند جایگزین بافل­های قطاعی مرسوم برای صرفه جویی در انرژی در مدت زمان طولانی باشد.