کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7054812 1458022 2018 17 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Numerical study of mixed convection heat transfer for vertical annular finned tube heat exchanger with experimental data and different tube diameters
ترجمه فارسی عنوان
بررسی عددی انتقال گرما مخلوط برای مبدل حرارتی لوله عمودی حلقوی با داده های تجربی و قطر لوله های مختلف
ترجمه چکیده
نرم افزار تجاری همراه با روش معکوس و داده های تجربی برای به دست آوردن انتقال حرارت انتقال مخلوط و ویژگی های جریان سیال از یک لوله عمودی لوله حلقوی عمودی حلقه لوله با قطر لوله های مختلف استفاده می شود. مدلهای مختلف جریان و همچنین روشهای نزدیک به دیواره برای بررسی اثرات آنها بر نتایج عددی حاصل شده است. روش معکوس روش اختلاف محدود با داده های تجربی برای تعیین دمای پایه و ضریب انتقال حرارت برای یک لوله کوچکتر برای اولین بار اعمال می شود. پس از آن، درجه حرارت هوا و پروفیل سرعت، توزیع دما و سایر ضرایب انتقال حرارت بر روی باله ها با نرم افزار تجاری همراه با مدل های مختلف جریان تعیین می شود. نتایج دقیق تر به دست می آید اگر ضریب انتقال حرارت و دمای پایه در مکان های اندازه گیری به ترتیب نزدیک به نتایج معکوس و داده های تجربی هستند. علاوه بر این، مقایسه بین الگوی سرعت هوا به دست آمده و الگوی تجربی موجود، مطلوب است. یافته های مهم این است که انتخاب مدل های مناسب جریان، درمان های نزدیک به دیواره، عامل اصطکاک، مقدار ی + و تعداد نقاط شبکه با سرعت هوا و قطر لوله متفاوت است تا نتایج دقیق تر به دست آید. ضریب انتقال حرارت با افزایش سرعت هوا و فاصله فین افزایش می یابد. با این حال، فرسایش اصطکاک افزایش می یابد به عنوان فاصله بین فین افزایش می یابد و سرعت هوا کاهش می یابد. دو گرداب در ناحیه بیدار پشت لوله متقارن هستند و در جهت مخالف چرخش دارند. افزایش تعداد نقاط شبکه ممکن است لزوما نتایج دقیقتری به دست نیاورده باشد. همبستگی پیشنهادی ضریب انتقال حرارت نسبت به نتایج معکوس و عددی نسبت به همبستگی موجود نزدیکتر است. به نظر ما، تعداد کمی از محققان از روش مشابه برای بررسی این مشکل در ادبیات باز استفاده کرده اند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی جریان سیال و فرایندهای انتقال
چکیده انگلیسی
The commercial software along with the inverse method and the experimental data is used to obtain the mixed convection heat transfer and fluid flow characteristics of the single-tube vertical annular finned tube heat exchanger with different tube diameters. Various flow models along with near-wall treatments are introduced to investigate their effects on the obtained numerical results. The inverse method of the finite difference method along with the experimental data is first applied to determine the fin temperature and the heat transfer coefficient for a smaller tube. Afterwards, the air temperature and velocity profiles, the fin temperature distribution and the heat transfer coefficient on the fins are determined by the commercial software along with various flow models. More accurate results are obtained if the resulting heat transfer coefficient and the fin temperature at the measurement locations are respectively close to the inverse results and the experimental data. In addition, the comparison between the obtained air velocity pattern and the existing experimental pattern is desirable. An important finding is that the choice of appropriate flow models, near-wall treatments, friction factor, y+ value and the number of grid points varies with air velocity and tube diameter to obtain more accurate results. The heat transfer coefficient increases with increasing air velocity and fin spacing. However, the friction factor increases as the fin spacing increases and the air velocity decreases. The two vortices are symmetrical in the wake region behind the tube and rotate in the opposite direction. Increasing the number of grid points may not necessarily obtain more accurate results. The proposed correlation of the heat transfer coefficient is closer to the obtained inverse and numerical results than the existing correlation. To our knowledge, few researchers have used the similar method to investigate this problem in the open literature.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: International Journal of Heat and Mass Transfer - Volume 118, March 2018, Pages 931-947
نویسندگان
, , , , ,