Numerical study of heat transfer and exergy analysis of a heat exchanger with single and double segmental baffles

Abstract

Considering the significant role of heat exchangers in industrial applications, the study of their behavior and how the various parameters influence on their performance has been considered extremely. In this paper, heat transfer and exergy analysis of a threedimensional baffled shell and tube heat exchanger is investigated numerically. The number of baffles and also the change of the baffle to the segmental ones are considered as the physical variable of the problem. The κ-ω SST turbulence model is used to simulate the turbulent flow. The two hot and cold fluids are oil and water, respectively. Heat transfer, pressure drop and exergy analysis are analyzed for different conditions. The results show that heat transfer rate and exergy loss increase by increasing the oil flow rate. By changing the number of baffles from 3 to 5, the amount of heat transfer and the loss of exergy enhance.RÉSUMÉ. Compte tenu du rôle important des é changeurs de chaleur dans les applications industrielles, l'étude de leur comportement et l'influence des différents paramètres sur leur performance ont é té extrê mement é tudié es. Dans cet article, l'analyse de transfert thermique et d'exergie d'un é changeur de chaleur à calandre et à baffles tridimensionnels est é tudié e numé riquement. Le nombre de baffles, ainsi que leur changement en ceux segmentaux, sont considérés comme la variable physique du problème. Le modèle de turbulence κ-ω SST est utilisé pour simuler l'é coulement turbulent. Les deux fluides chaud et froid sont respectivement celui de l'huile et de l'eau. Les analyses de transfert thermique, de chute de pression et d'exergie sont analysé es pour diffé rentes conditions. Les ré sultats montrent que le taux de transfert thermique et la perte d'exergie augmentent en accompagnant de l'augmentation du débit d'huile. En modifiant le nombre de baffles de 3 à 5, la quantité de transfert thermique et la perte d'exergie augmentent.