دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 14 1 2024 03 20 Investigating the effect of turbulator, nanofluid and geometry on the thermal performance of shell and tube heat exchangers بررسی تاثیر آشفته ساز، نانو سیال و هندسه بر عملکرد حرارتی مبدل‌های حرارتی پوسته و لوله 29 43 3168 10.22044/jsfm.2024.13399.3768 FA احمدرضا رحمتی دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران محمد رنجبر کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران Journal Article 2023 07 29 the shell and tube heat exchanger with the percentage of baffle cutting and the number of different tube passes in four different modes (use of water fluid on the shell side and tube containing supercritical carbon dioxide gas without the presence of turbulator, use of water fluid on the shell side and tube containing supercritical carbon dioxide gas with the presence of turbulator, the use of water-aluminum oxide nanofluid on the side of the shell and tube containing supercritical carbon dioxide gas without the presence of turbulator and also the use of water-aluminum oxide nanofluid on the side of the shell and tube containing supercritical carbon dioxide gas with the presence of an turbulator) are studied using HTRI software. The results show that the highest value of the heat transfer coefficient on the shell side and, as a result, the appropriate thermal efficiency is related to the case where the baffle cut is 30%. On the other hand, with the increase in nanofluid concentration, the pressure drop on the shell side increases from 4.48 to 5.66%. the results show that the use of a microfin turbulator is more suitable than a twisted tape turbulator and the use of a microfin turbulator increases the heat transfer coefficient on the shell side by 5.76 to 12.77% compared to the use of a twisted tape turbulator. Also, it increases the heat transfer coefficient of the pipe side by 62 and 78% on average, respectively, compared to the case without the turbulator. در کار حاضر مبدل حرارتی پوسته و لوله با درصد برش بافل و تعداد گذر لوله مختلف در چهار حالت متفاوت (استفاده از سیال آب سمت پوسته و لوله حاوی گاز دی اکسید کربن فوق بحرانی بدون وجود آشفته ساز، استفاده از سیال آب سمت پوسته و لوله حاوی گاز دی اکسید کربن فوق بحرانی با وجود آشفته ساز، استفاده از نانو سیال آب- اکسید آلومینیوم با کسر حجمی 1/0، 2/0، 3/0، 4/0 و 5/0 درصد در سمت پوسته و لوله حاوی گاز دی اکسید کربن فوق بحرانی بدون وجود آشفته ساز و همچنین استفاده از نانو سیال آب- اکسید آلومینیوم سمت پوسته و لوله حاوی گاز دی اکسید کربن فوق بحرانی با وجود آشفته ساز) با استفاده از نرم افزار HTRI مورد مطالعه قرار می گیرد. نتایج نشان می دهدکه بیشترین مقدار ضریب انتقال حرارت سمت پوسته و درنتیجه راندمان حرارتی مناسب مربوط به حالتی است که برش بافل 30 درصد باشد. از طرفی با افزایش غلظت نانو سیال افت فشار سمت پوسته 48/4 تا 66/5 درصد افزایش پیدا می کند. همچنین نتایج نشان می دهد که استفاده از آشفته ساز میکروفین مناسب تر از نوار تابیده بوده و استفاده از آشفته ساز میکروفین ضریب انتقال حرارت سمت پوسته را 76/5 تا 77/12درصد نسبت به استفاده از آشفته ساز نوارتابیده افزایش می دهد. همچنین ضریب انتقال حرارت سمت لوله را به ترتیب به طور میانگین 62 و 78 درصد نسبت به حالت بدون آشفته ساز افزایش می دهد. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_3168_5b3d838db525e6370539693fdc7c5a25.pdf