دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 16 1 2026 03 21 Thermo-Hydraulic Performance of Shell-and-Tube Heat Exchangers with Twisted Oval Tubes عملکرد ترموهیدرولیکی مبدل حرارتی لوله پوسته ای با لوله‌های پیچشی بیضوی 81 90 3792 10.22044/jsfm.2026.16155.3970 FA منصور طالبی پژوهشگاع علوم و فنون سینا پول تنگری دانشگاه آزاد اسلامی اصفهان محمد امین برهانی دانشگاه شهید بهشتی Journal Article 2025 05 08 A twisted tube heat exchanger is a type of heat exchanger with an elliptical cross-section. This study aims to evaluate the effects of tube geometry on heat transfer performance and pressure drop. Using computational fluid dynamics (CFD), the thermohydraulic behavior of these heat exchangers was analyzed through three-dimensional modeling. Simulations were carried out for various elliptical aspect ratios and fluid velocities. The analyses were performed in ANSYS Fluent using the k-ε turbulence model.<br /><br />The simulation results show that wall heat flux increases by approximately 25% at a Reynolds number of 1350 as the aspect ratio increases from 1 (circular) to 2, indicating improved heat transfer with more elongated ellipses up to that point. However, increasing the aspect ratio beyond 2 (up to 4) results in minimal changes in heat flux. At lower velocities, the impact of the aspect ratio on heat transfer becomes more pronounced. Furthermore, the pressure drop increases by about 17% at a Reynolds number of 2000 when the aspect ratio rises from 1 to 2. These findings can be applied to the design of more efficient oval tube heat exchangers یکی از انواع مبدل‌های حرارتی، مبدل لوله‌پیچشی با سطح مقطع بیضوی است. هدف این پژوهش ارزیابی تاثیرات هندسه این مبدل‌ها بر عملکرد انتقال حرارت و افت فشار با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی است. شبیه‌سازی‌ها به‌صورت سه‌بعدی برای نسبت قطر بیضی و سرعت سیال مختلف انجام شده است. در این شبیه‌سازی در فلوئنت و با مدل اغتشاشی مدل K-e انجام شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که شار حرارتی دیواره‌ها، از نسبت قطر ۱ (دایره) تا ۲، در رینولدز ۱۳۵۰ به میزان ۲۵ درصد افزایش می‌یابد. به‌عبارت‌دیگر با کشیده‌تر شدن بیضی تا نسبت قطر ۲ انتقال حرارت بهبود می‌یابد. افزایش این نسبت تا عدد 4 تغییر چندانی در شار حرارتی ایجاد نمی‌کند. در سرعت‌های پایین، افزایش قطر تاثیر بیشتری بر افزایش انتقال حرارت دارد. همچنین با افزایش نسبت قطر از ۱ تا ۲ افت فشار نیز در رینولدز ۲۰۰۰ به میزان ۱۷ درصد افزایش می‌یابد. از این پژوهش می‌توان برای طراحی بهینه‌تر این نوع مبدل‌ها استفاده کرد. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_3792_d740c0aad12563c68fc04df28c3818fe.pdf