کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7056243 1458052 2015 9 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Convective heat transfer optimization in a circular tube based on local exergy destruction minimization
ترجمه فارسی عنوان
بهینه سازی حرارتی همزمان در یک لوله دایره ای بر اساس تخریب بیرویه اگزرژی محلی
کلمات کلیدی
انتقال گرما همراه است بهینه سازی، پتانسیل موجود، میزان تخریب اگزرژی محلی،
ترجمه چکیده
در این مطالعه، معادله تعادل پتانسیل موجود، که رابطه بین پتانسیل موجود و میزان تخریب اگزرژی محلی را نشان می دهد، تعیین می شود و بیانات پتانسیل موجود و میزان تخریب اگزرژی محلی داده می شود. برای بهبود بهبود انتقال حرارت و کاهش دامنه افزایش مقاومت جریان، یک روش به نام تقویت انتقال حرارت مبتنی بر مایع در مقایسه با افزایش انتقال حرارت بر مبنای سطح پیشنهاد شده است. یک مدل ریاضی بهینه با ساخت تابع لاگرانژ با تخریب اگزرژی که مربوط به از دست دادن برگشت ناپذیر فرآیند انتقال گرما و مصرف انرژی مایع به جریان جریان مایعات است، برای اعتبار این روش اتخاذ شده است. برای به دست آوردن ساختار جریان مطلوب در یک لوله، جریان لوله به دو بخش تقسیم می شود: جریان هسته و جریان مرزی. برای کاهش زیان برگشت ناپذیر در جریان هسته، تخریب اگزرژی مایع به عنوان هدف بهینه سازی با مصرف انرژی مایع تجویز می شود. برای کاهش مقاومت جریان در جریان مرزی، مصرف انرژی مایع را به عنوان هدف بهینه سازی با تخریب اگزرژی مایع تجویز می کنیم. معادلات بهینه سازی برای انتقال حرارت کنترا در جریان لمینار مشتق شده اند که به صورت عددی حل می شوند. جریانهای چرخشی طولی در لوله در پارامترهای مختلف یافت می شوند. در جریان بهینه سازی، انتقال حرارت به شدت افزایش می یابد در حالی که همراه با افزایش کمی مقاومت در برابر جریان. عملکرد جامع، نسبت افزایش در انتقال حرارت و مقاومت در برابر جریان، پس از بهینه سازی به 3.65 می رسد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی جریان سیال و فرایندهای انتقال
پیش نمایش مقاله
بهینه سازی حرارتی همزمان در یک لوله دایره ای بر اساس تخریب بیرویه اگزرژی محلی
چکیده انگلیسی
In this study, the equilibrium equation of available potential, which reveals the relation of available potential and local exergy destruction rate, is determined, and the expressions of available potential and local exergy destruction rate are given. To improve heat transfer enhancement and reduce increase amplitude of flow resistance, a method termed as fluid-based heat transfer enhancement is proposed relative to surface-based heat transfer enhancement. An optimal mathematical model by constructing Lagrange function with exergy destruction corresponding to irreversibility loss of heat transfer process and fluid power consumption to flow loss of fluid is adopted to validate this method. To obtain the optimal flow structure in a tube, the tube flow is divided into two parts: core flow and boundary flow. For reducing the irreversibility loss in the core flow, we take fluid exergy destruction as optimization objective with prescribed fluid power consumption. For reducing the flow resistance in the boundary flow, we take fluid power consumption as optimization objective with prescribed fluid exergy destruction. The optimization equations for the convective heat transfer in laminar flow are derived, which are solved numerically. The longitudinal swirling flows in the tube are found at different parameters. In the optimized flow, heat transfer is enhanced greatly while accompanied with a little increase of flow resistance. Comprehensive performance, the ratio of increases in heat transfer and flow resistance, reaches at 3.65 after optimization.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: International Journal of Heat and Mass Transfer - Volume 90, November 2015, Pages 49-57
نویسندگان
, , , , ,