کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی ترجمه فارسی نسخه تمام متن
7055359 1458041 2016 15 صفحه PDF 26 صفحه WORD دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Enhancement of heat transfer in a fin-tube heat exchanger using rectangular winglet type vortex generators
ترجمه فارسی عنوان
ارتقاء انتقال حرارت در تبادلگر حرارت لوله-تیغه‌ای با استفاده از ژنراتور گردابی نوع بالچه
کلمات کلیدی
انتقال حرارت، ارتقاء، تبادلگرهای حرارت لوله تیغه‌ای، ژنراتور گردابی، «جریان مشترک بالا» (CFU)، «جریان مشترک پایین» (CFD)
فهرست مطالب مقاله
چکیده 

کلمات کلیدی

1.مقدمه

شکل 1. حوزه محاسباتی: (a) ردیف‌های همراستا با بالچه‌ها، (b) ردیف‌های شطرنجی با بالچه‌ها (زاویه حمله = 165 درجه) (1 و 2 در شکل‌ها به ترتیب نشان دهنده جانب فشار و جانب غیرفشار هستند).

شکل 3. مقایسه بردارهای سرعت (منتج از v & w) در X = (a)( 0.02, (b) 0.045, (c) 0.07 مقطع‌ها در Re = 1500 برای ردیف خطی لوله‌ها با زاویه حمله = 165 درجه. 

شکل 4. مقایسه بردارهای سرعت (منتج از v & w) در X = (a)( 0.02, (b) 0.045, (c) 0.07, (d) 0.0635, (e) 0.07, (f) 0.0762 مقطع‌ها در Re = 1500 برای ردیف شطرنجی با زاویه حمله = 165 درجه.

2.تدوین مسئله

شکل 5. مقایسه شمارنده‌های دما در t=75 برای صفحه Z = H/2 و Re = 1500 برای (a) همراستایی پایه، (b) پایه شطرنجی، (c) ردیف همراستا با بالچه‌ها، (d) ردیف شطرنجی با بالچه‌ها (زاویه حمله = 165 درجه).

1.2. معادله‌های حاکم

شکل 6. مقایسه پروفایل‌های سرعت در Z = H/2 و Re = 1500 برای (a) همراستایی پایه، (b) پایه شطرنجی، (c) ردیف همراستا با بالچه‌ها، (d) ردیف شطرنجی با بالچه‌ها (زاویه حمله = 165 درجه) (واحد سرعت به m/s است).

2.2.شرایط مرزی

3.محاسبه و تولید شبکه

4.پارامترهای عملکرد مقتضی 

شکل 7. مقایسه شمارنده‌های سرعت در مقطع‌های متفاوت در راستای جهت‌های جریان در Re= 1500 برای ردیف شطرنجی لوله‌‌ها با زاویه حمله = 165 درجه.

5.نتایج و بحث‌

شکل 8. اثر پیکربندی‌های متفاوت بر توزیع عدد نوسلت میانگین هوشمند دهنه ترکیبی در کانال برای Re = 1500. 

شکل 9. اثر پیکربندی‌های متفاوت بر توزیع مولفه‌های جریان میانگین مساحت گرداب در کانال برای Re=1500.

شکل 10. اثر پیکربندی‌های متفاوت بر توزیع ضریب اصطکاک میانگین هوشمند دهنه در کانال برای Re= 1500

شکل 11. اثر پیکربندی‌های متفاوت بر توزیع ضریب کیفیت در کانال برای Re= 1500

شکل 12. اثر سه پیکربندی‌ بر توزیع عدد نوسلت میانگین هوشمند دهنه ترکیبی در کانال برای Re= 1500.

شکل 13. اثر سه پیکربندی‌ بر توزیع مولفه‌های هوشمند جریان میانگین مساحت گرداب در کانال برای Re= 1500. 

شکل 14. اثر سه پیکربندی‌ بر توزیع ضریب اصطکاک میانگین هوشمند دهنه در کانال برای Re= 1500.

6.نتیجه‌گیری 

شکل 15. اثر سه پیکربندی بر توزیع ضریب کیفیت در کانال برای Re = 1500. 

شکل 16. شمارنده‌های سرعت در بخش تقاطع در راستای جهت‌های جریان طولی با زاویه حمله – (a) 165 درجه، (b) 162.5 درجه و (c) 160 درجه به ترتیب برای Re = 1500 (واحد سرعت به متر بر ثانیه).

شکل 17. تغییرهای (a) میانگین عدد نوسلت ترکیبی، (b) میانگین ضریب اصطکاک مشهود و (c) میانگین ضریب کیفیت برای پیکربندی‌های متفاوت شطرنجی با عدد رینولدز.
ترجمه چکیده
مطالعه حاضر جریان هوا را به واسطه تبادلگرهای حرارت لوله تیغه‌ای با جفت‌های بالچه مستطیلی (RWP) با نصف ارتفاع کانال به صورت ژنراتور گردابی (VG) شبیه‌سازی می‌کند. تبادلگرهای حرارت به صورت کانال مستطیلی دوره‌ای با دیواره‌های گرم و سه ردیف لوله در فاصله مناسب تخمین زده می‌شود. دو جهت‌گیری متفاوت لوله‌ها در تبادلگرهای حرارت در اینجا ملاحظه می‌شود- یکی با چیدمان درونی سه ردیف لوله و دیگری با چیدمان شطرنجی سه ردیف لوله. علاوه بر این، زاویه‌های حمله در هر جهت‌گیری فرق دارد. مشخصات انتقال حرارت تبادلگرهای حرارت با ژنراتور گردابی واقع در نزدیک لوله‌ها در میان موردهایی با زاویه‌های متغیر حمله و جهت‌گیری‌های لوله مقایسه شده است. معادله‌های ناویر-استوکس و انرژی در راستای شرایط مرزی مناسب با استفاده از نرم‌افزار حل‌کننده ANSYS FLUENT 14.5 حل شدند. پارامترهای عملکرد در قالب عدد نوسلت، ضریب کیفیت و گردابی (نسبت بین ضریب کلبورن برای ضریب اصطکاک مشهود، که ضریب تناسب مساحت با اصلاح کم نیز نامیده شده است) ارزیابی شد. نتایج نشان دهنده بهبود قابل ملاحظه در عملکرد انتقال حرارت با توجه به مسیرهای جریان نازل-مانند خلق شده توسط جفت بالچه و منطقه پشت لوله دایره‌ای است که تسریع جریان را ارتقا می‌دهد. روند فزاینده بالا برای ردیف همراستا لوله‌ها وجود دارد؛ در حالی که با ردیف شطرنجی لوله‌ها، انحراف کمی برای این روند وجود دارد. با توجه به جهت‌گیری‌های متناوب CFD-CFU از VG، عملکرد با افزایش زاویه حمله به نقطه‌ای خاص رو به بالا و بعد از آن رو به پایین بهبود می‌یابد. © 2016 شرکت مسئولیت محدود الزویر. تمام حقوق محفوظ است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی جریان سیال و فرایندهای انتقال
چکیده انگلیسی
The present study simulates the air flow through fin-tube type heat exchangers with rectangular winglet pairs (RWP) of half the channel height as vortex generators (VG). The heat exchanger is approximated as a periodic rectangular channel with heated walls and three rows of built-in tubes placed at an appropriate interval. Two different orientations of the tubes in the heat exchangers are considered here - one with inline arrangement of three tube rows and the other with staggered arrangement of three tube rows. Further, the angles of attack in each orientation are varied. The heat transfer characteristics of the heat exchangers with vortex generators located near the tubes have been compared among the cases with varied angles of attack and orientations of tubes. The Navier-Stokes and energy equations along with the appropriate boundary conditions are solved using the ANSYS FLUENT 14.5 solver. Performance parameters in terms of Nusselt number, vorticity and quality factor (a ratio between the Colburn factor to apparent friction factor, also refer to as area goodness factor with slight modification) were evaluated. The results show significant improvement in the heat transfer performance due to the nozzle-like flow passages created by the winglet pair and the region behind the circular tube which promote accelerating flow. There is an increasing trend of the above for the in-line row of tubes; whereas with the staggered row of tubes, there is slight deviation of this trend. Due to the alternate CFD-CFU orientations of the VG, the performance improves with increase in angle of attack up to a certain point and afterwards it is going down.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: International Journal of Heat and Mass Transfer - Volume 101, October 2016, Pages 667-681
نویسندگان
, , , ,