بررسی عددی تأثیر نایکنواختی جریان هوا، ابعاد هندسی و پروفایل پره بر انتقال گرمای رادیاتورهای کروگیت با پره کرکره‌ای و لوله تخت و معرفی یک پروفایل بهبودیافته

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک-تبدیل انرژی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی مکانیک-تبدیل انرژی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهین‌شهر، ایران

3 کارشناسی، رییس بخش مهندسی و تحقیق و توسعه، شرکت رادیاتور ایران، تهران، ایران

چکیده

در کار حاضر، یک برنامه کامپیوتری توسعه داده شده­است که می­تواند برای تحلیل عملکرد گرمایی رادیاتورهای با پره کروگیت کرکره­ای و لوله تخت استفاده شود. این برنامه، نه تنها اثر تمام متغیرهای هندسی رادیاتور را روی عملکرد گرمایی نشان می‌دهد، بلکه قابلیت ضبط کردن عملکرد گرمایی در شرایطی که جریان عبوری از رادیاتور نایکنواخت است را نیز داراست. پیش­بینی آهنگ انتقال گرما توسط این برنامه، در محدوده دبی مایع و سرعت هوای مورد مطالعه، در مقایسه با داده­های آزمایشگاهی، خطای حداکثر 5% را از خود نشان می‌دهد. در ادامه، اثر نایکنواختی جریان و اثر نسبت مَنظَر رادیاتور روی عملکرد گرمایی آن مطالعه شده‌است. دیده شد که نایکنواختی جریان می تواند تا 20% آهنگ انتقال گرمای رادیاتور را تقلیل دهد. همینطور، افزایش نسبت منظر می­تواند تا 45% عملکرد گرمایی رادیاتور را بهبود بخشد. درپایان، یک هندسه جدید برای پروفایل پره پیشنهاد و بهبود انتقال گرما توسط آن به کمک برنامه، نشان داده شده‌است.[a1] [a2] 



 [a1]مهمترین نتایج به صورت عددی و کمَی بیاید.




 [a2]نتایج کمّی اضافه شدند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]           Kurland, C. N., Computer Program for Engine Cooling Radiator Selection. SAE Technical Paper, Report No. 0148-7191, 1971.
[2]           Park, Y. G. and Jacobi, A. M., Air-side heat transfer and friction correlations for flat-tube louver-fin heat exchangers. Journal of Heat Transfer, Vol. 131, No. 2, p. 021801, 2009.
[3]           Uhl, B., Brotz, F., Fauser, J., and Krüger, U., Development of engine cooling systems by coupling CFD simulation and heat exchanger analysis programs. SAE Technical Paper, Report No. 0148-7191, 2001.
[4]           Ng, E. Y., Watkins, S., Johnson, P. W., and Mole, L., Measuring Local Time-Averaged Airflow Velocity through an Automotive Heat Exchanger, in Proceedings of the 14th Australasian Fluid Mechanics Conference, 2001.
[5]           Jahani, K. and Beigmoradi, S., Under-Hood Air Flow Evaluation of Pedestrian-Friendly Front-End Style Using CFD Simulation. SAE International Journal of Passenger Cars-Mechanical Systems, Vol. 7, No. 2, pp. 787-792, 2014.
[6]           Khaled, M., Mangi, F., El Hage, H., Harambat, F., and Peerhossaini, H., Fan air flow analysis and heat transfer enhancement of vehicle underhood cooling system–Towards a new control approach for fuel consumption reduction. Applied Energy, Vol. 91, No. 1, pp. 439-450, 2012.
[7]           Ruijsink, R., Hoorneman, J., and Mulders, C., The Measurement of the Distribution of the Airflow through a Radiator. SAE Technical Paper, Report No. 0148-7191, 1993.
[8]           Ng, E., Johnson, P., and Watkins, S., An analytical study on heat transfer performance of radiators with non-uniform airflow distribution, in Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering, 2005.
[9]           Knaus, H., Ottosson, C., Brotz, F., and Kuehnel, W., Cooling module performance investigation by means of underhood simulation. SAE Technical Paper, Report No. 0148-7191, 2005.
[10]         Ecer, A., Toksoy, C., Rubek, V., Hall, R., Gezmisoglu, G., Pagliarulo, V., et al., Air flow and heat transfer analysis of an automotive engine radiator to calculate air-to-boil temperature. SAE Technical Paper, Report No. 0148-7191, 1995.
[11]         Guler, K. G., Cetin, B., and Aksel, M. H., Simulation of Thermal Characteristics of Radiators using a Porous Model.Begel House Inc. 2014.
[12]         Shui-Chang, L., Li-Fu, L., and Yong, Z., Vehicle Radiators’ Performance Calculation and Improvement Based on the Coupling of Multi-scale Models Simulations. The Open Mechanical Engineering Journal, Vol. 8, No. 1, 2014.
[13]         Charyulu, D. G., Singh, G., and Sharma, J., Performance evaluation of a radiator in a diesel engine—a case study. Applied Thermal Engineering, Vol. 19, No. 6, pp. 625-639, 1999.
[14]         Schwentker, R., Winkler, J., Aute, V., and Radermacher, R., A simulation and design tool for flat tube, louvered-fin heat exchangers. SAE Technical Paper, Report No. 0148-7191, 2006.
[15]         Pérez-Segarra, C., Oliet, C., and Oliva, A., Thermal and fluid dynamic simulation of automotive fin-and-tube heat exchangers, Part 1: Mathematical model. Heat Transfer Engineering, Vol. 29, No. 5, pp. 484-494, 2008.
[16]         Jung, D. and Assanis, D. N., Numerical modeling of cross flow compact heat exchanger with louvered fins using thermal resistance concept. SAE Technical Paper, Report No. 0148-7191, 2006.
[17]         Kanefsky, P., Nelson, V. A., and Ranger, M., A systems engineering approach to engine cooling design. SAE Technical Paper, Report No. 0148-7191, 1999.
[18]         Incropera, F. P. and Dewitt, D. P., Introduction to heat transfer.Wiley, New York 1990.
[19]         Thome, J. R., Engineering data book III 2004.
[20]         Sahnoun, A. and Webb, R., Prediction of heat transfer and friction for the louver fin geometry. Journal of heat transfer, Vol. 114, No. 4, pp. 893-900, 1992.
[21]         Chang, Y.-J. and Wang, C.-C., A generalized heat transfer correlation for Iouver fin geometry. International Journal of heat and mass transfer, Vol. 40, No. 3, pp. 533-544, 1997.
[22]         Dong, J., Chen, J., Chen, Z., Zhang, W., and Zhou, Y., Heat transfer and pressure drop correlations for the multi-louvered fin compact heat exchangers. Energy Conversion and Management, Vol. 48, No. 5, pp. 1506-1515, 2007.
[23]         Kim, M.-H. and Bullard, C. W., Air-side thermal hydraulic performance of multi-louvered fin aluminum heat exchangers. International Journal of Refrigeration, Vol. 25, No. 3, pp. 390-400, 2002.
[24]         Wang, C.-C., Webb, R. L., and Chi, K.-Y., Data reduction for air-side performance of fin-and-tube heat exchangers. Experimental Thermal and Fluid Science, Vol. 21, No. 4, pp. 218-226, 2000.
[25]         Alshamani, K., Equations for physical properties of automotive coolants. SAE Technical Paper, Report No. 0148-7191, 2003.