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Femap Thermal/Flow:熱交換器の解析

キーワード) 二重管式熱交換器 熱移動 管内流体の流れ 熱流動シミュレーション

事例概要

二重管式熱交換器は、内側管に高温流体、外側管に低温流体を流して熱交換を行います。伝熱性能を向上させるため、内管外壁にフィンをつけたり、円形内管の形状を変更した二重管熱交換器が開発されています。本例題では、Femap Thermal/Flowを用いて、様々な二重管式熱交換器中における流体間の熱の移動や流れの様子などを示します。

内管を多葉形状とすることにより伝熱面が大幅に増え、熱交換器の効率が上がります。解析結果に示すように4葉状内管は約1.5m、6葉状内管は約1mで、4.5mの同心円式二重管熱交換器と同じ伝熱効果が得られました。これによって、熱交換器を小型化することができます。

内外管中流体温度分布の比較
Uチューブ式二重管熱交換器
コイル式二重管熱交換器