شبیه سازی عددی مبادله‌کن گرمایی چرخه میسوتسنکو با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد بوشهر، بوشهر، ایران

چکیده

مبادله‌کن گرمایی که از چرخه میسوتسنکو بهره می برند علیرغم اینکه از سرمایش تبخیری استفاده می‌کنند، بازدهی بالایی نیز دارند. لذا در این پژوهش به کمک دینامیک سیالات محاسباتی مبادله­کن  چرخه میسوتسنکو، شبیه‌سازی و مورد بررسی قرار گرفته است. در این مقاله تأثیر کلیه پارامترهای عملیاتی از قبیل دما، رطوبت هوای ورودی، سرعت هوا در کانال‌های تر و خشک و همچنین پارامترهای هندسی مثل طول مبادله‌کن و ارتفاع کانال‌ها بر عملکرد مبادله‌کن مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج شبیه‌سازی نشان داد که این مبادله‌کن بازدهی مطلوبی در شرایط آب و هوایی مختلف دارد به طوری که بازده حباب‌تر برای این مبادله‌کن از 103 تا 115 تغییر می‌کند اما افزایش رطوبت هوا باعث کاهش بازده و کارایی این مبادله‌کن می‌گردد. همچنین نتایج شبیه‌سازی نشان داد که افزایش سرعت در کانال‌های خشک باعث کاهش بازده و افزایش سرعت در کانال تر باعث افزایش بازده می‌شود. نهایتا نسبت بهینه‌ی دبی جرمی کانال‌تر به خشک برابر با 3/1 به دست آمده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]  Anisimov S., Pandelidis D., Theoretical study of the basic cycles for indirect evaporative air cooling. International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 84, pp. 974–989, 2015.
[2]  Zhao X., Li J.M., Riffat S.B., Numerical study of a novel counter-flow heat and mass exchanger for dew point evaporative cooling. Applied Thermal Engineering, Vol. 28, No.14-15, pp. 1942–1951, 2008.
[3]  Ch. Zhan, X. Zhao, S. Smith, S.B. Riffat, Numerical study of a M-cycle cross-flow heat exchanger for indirect evaporative cooling, Building and Environment, Vol. 46, No.3, pp. 657–668, 2011.
[4]  Pandelidis D., Anisimov S., Worek W. M., Performance study of the Maisotsenko Cycle heat exchangers in different air-conditioning applications. International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 81, pp. 207–221, 2015.
[5]  Bolotin S., Vager B., Vasilijev V., Comparative analysis of the cross-flow indirect evaporative air coolers. International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 88, pp. 224–235, 2015.
[6]  Zhan Ch., Duan Zh., Zhao X., Smith S., Jin H., Riffat S., Comparative study of the performance of the M-cycle counter-flow and cross-flow heat exchangers for indirect evaporative cooling e Paving the path toward sustainable cooling of buildings. Energy Vol. 36 No.12, 36 pp. 6790–6805, 2011.
[7]  Pandelidis D., Anisimov S., Worek W. M., Comparison study of the counter-flow regenerative evaporative heat exchangers with numerical methods. Applied Thermal Engineering Vol. 84, pp. 211–224, 2015.
[8]  Cui X., Chua K.J., Yang W.M., Numerical simulation of a novel energy-efficient dew-point evaporative air cooler. Applied Energy, Vol. 136, pp. 979-988 2014.
[9]  Cui X., Chua K.J., Yang W.M., Ng K.C., Thu K., Nguyen V.T., Studying the performance of an improved dew-point evaporative design for cooling application. Applied Thermal Engineering, Vol. 63, No. 2, pp. 624–633, 2014.
[10]             Versteeg H., Malalasekera W., An introduction to computational fluid dynamics: the finite volume method. Pearson education, Prentice hall, 2007.
[11]             FLUENT 6.3 user’s guide. Fluent documentation, 2006.
[12]             Tsay Y. L., Analysis of heat and mass transfer in a countercurrent-flow wet surface heat exchanger. International journal of heat and fluid flow, Vol. 15, No. 2, pp. 149-156, 1994.
[13]             Fouda Z. Melikyan, A simplified model for analysis of heat and mass transfer in a direct evaporative cooler. Applied Thermal Engineering, Vol. 31, No. 15, pp. 932–936, 2011.
[14]             Riangvilaikul S. Kumar, An experimental study of a novel dew point evaporative cooling system. Energy and Buildings, Vol. 42, No. 5,  637–644, 2010.