بررسی تأثیر زائده های گردابه ای بر پارامترهای کارکردی اصلی مبادله کن های گرمایی لوله ای-پره دار

نوع مقاله : مقاله کوتاه

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

2 کارشناسی ارشد مکانیک، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

چکیده

در این مقاله به بررسی تأثیر پارامترهای هندسی بر عملکرد مبادله­کن های گرمایی لوله­ای پره­دار می پردازیم. برای این هدف 4 نوع زائده تولید­ کننده گردابه مثلثی ساده، مثلثی زاویه دار، مکعبی ساده و مکعبی زاویه­دار را برای افزایش میزان انتقال گرما بین سیال و سطح پره و جداره لوله در نظر گرفته و اثرات افت فشار، اصطکاکی و عملکردی آن را در نظر می­گیریم. مقایسه نتایج عددی با نتایج چاپ­شده تطابق قابل قبولی با حداکثر خطای 3/5 درصد بین نتایج را نشان می­دهد. بیشترین افزایش عدد ناسلت و افت فشار بر حسب عدد رینولدز به ترتیب با میزان 80% و 95/2% مربوط به مدل­های بدون گردابه (مدل پایه) و مدل با گردابه مکعبی زاویه­دار می­باشند.

کلیدواژه‌ها


[1] Bejan A., eat Transfer, John Wiley & Sons, New York, pp.265–266, 1993.
[2] He Y. L., Tao W.Q., Song F.Q., Zhang W., Three-dimensional numerical study of heat transfer characteristics of plain plate fin-and-tube heat exchangers from view point of field synergy principle, International Journal of Heat and Fluid Flow, Vol.26, pp.459–473, 2005.
[3] Cheng Y.P., Qu Z.G., Tao W.Q., He Y.L., Numerical design Of efficient slotted fin surface based on the field synergy principle, Numerical Heat Transfer Part: B, Vol.45, pp.517–538, 2004.
[4] Dong J., Chen J., Chen Z., Zhou Y., Zhang W., Heat transfer and pressure drop correlations for the wavy fin and flat tube heat exchangers, Applied Thermal Engineering, Vol.27, pp.2066–2073, 2007.
[5] Fiebig M., Valencia A., Mitra N. K., Local heat transfer and flow losses in fin-and-tube heat exchangers with vortex generators: A comparison of round and flat tubes, International Journal of Experimental Thermal and Fluid Science, Vol.8, pp.35–45, 1994.
[6] Biswas G., Mitra N. K., Fiebig M., Heat transfer enhancement in fin-tube heat exchangers by winglet type vortex generators, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol.37, pp.283-291, 1994.
[7] Torri K., Kwak K., Nishino K., Heat transfer enhancement accompanying pressure-loss reduction with winglet-type vortex generators for fin tube heat exchangers, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol.45, pp.3795-3801, 2002.
[8] Kotcioglu I., Caliskan S., Cansiz A., Baskaya S., Second law analysis and eat transfer in a cross flow heat exchanger with a new winglet-type vortex generator, Energy, Vol.35, pp.3686-3695, 2010.
[9] Tian L., He Y., Tao Y., Tao W., A comparative study on the air-side performance of wavy fin-and-tube heat exchanger with punched delta winglets in staggered and in-line arrangements, International Journal of Thermal Science, Vol.48, pp.1765-1776, 2009.
[10]  Zhihuaa L.,  Yinga X.,  Chengxub T., Numerical simulation and control of horseshoe vortex around an appendage–body junction, Journal of Fluids and Structures, vol.27, pp.23-42, 2011.
[11] M. Lina Z.,  Wanga L. B.,  Fana J. F.,  Gaoa Q. F., Characteristics of the Absolute Vorticity Flux along the Main Flow Direction on the Cross Section of the Channel Formed by Oval Tube Bank Fins, Numerical Heat Transfer (Part A), Vol.57, pp.666-690, 2010.
[12]  Zhang H. , Younis M. Y. , Li Y. , Raza M. S. , Experimental investigation on the transition of separation/attachment in steady laminar juncture flows, Experiments in Fluids, vol.56, pp.56-74, 2015.
[13] A. A. Thrift, K. A. Thole, “Influence of flow injection angle on a leading-edge horseshoe vortex”, International Journal of Heat and Mass Transfer, vol.55, pp.4651-4664, 2012.
[14] Thrift A. A.,  Thole K. A., Influence of flow injection angle on a leading-edge horseshoe vortex, International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol.55, pp.4651-4664, 2012.
[15]  Incropera F. P., De Witt D. P., Fundamentals of heat and mass transfer, Wiley and sons, 6th edition, New York, 2005.