نشریه بین المللی مهندسی صنایع و مدیریت تولید

  توزیع دما در مبدل‎های حرارتی پوسته و لوله یکی از مهم‌ترین اطلاعات جهت بررسی عملکرد این تجهیزات می‏باشد. تاکنون جهت مدل‎سازی مبدل‎های حرارتی پوسته و لوله مدل‎های بسیاری ارائه شده است که اغلب آنها یا به‎علت پیچیدگی زیاد و یا به‎دلیل استفاده بیش از حد از روابط همبسته در عمل کمتر مورد استفاده قرار گرفته و یا از دقت کافی برخوردار نمی‏باشند. در این تحقیق ابتدا مدل‎سازی یک مبدل حرارتی پوسته و لوله بدون در نظر گرفتن بفل‎ها و با فرض جریان قالبی برای سیال سمت پوسته و سپس مدل‎سازی مبدلی دارای جریان متقاطع خالص و بدون در نظر گرفتن جریان‎های نشتی ارائه شده است که با حل این دو مدل محدوده عملکرد حرارتی مبدل پوسته و لوله مشخص خواهد شد. محاسبات افت فشار و آنالیز جریان سیال سمت پوسته نیز با استفاده از روش ویلس و جانستون انجام شده است. در ادامه مدل ترکیبی جدیدی جهت پیش‎بینی انتقال‎حرارت واقعی و محاسبات توزیع دما در مبدل حرارتی با ترکیب مدل‎های بر پایه جریان قالبی و جریان متقاطع خالص سیال سمت پوسته ارائه شده که سهم هر یک از دو مدل اولیه در مدل ترکیبی جدید توسط نتایج حاصل از آنالیز جریان سیال سمت پوسته قابل محاسبه است. برای بررسی صحت مدل‎سازی, مقایسه‎ای میان نتایج حاصل از شبیه‎سازی و نتایج آزمایشگاهی دانشگاه دلاور برای تعدادی مبدل دارای پوسته نوع E صورت گرفته که مدل ترکیبی ارائه شده در پیش‎بینی دمای سیالات خروجی از مبدل حرارتی دارای 10% ± خطای متوسط نسبت به داده‎های آزمایشگاهی می‎باشد.