مشخصات مقاله:
عنوان فارسی مقاله:
جریان متلاطم و افزایش انتقال حرارت در یک مبدل حرارتی لوله ای با شیارهای گسسته شیب دار
عنوان انگلیسی مقاله:
Turbulent flow and heat transfer enhancement in a heat exchanger tube fitted with novel discrete inclined grooves
کلمات کلیدی مقاله:
شیار تمایل گسسته، تقویت انتقال حرارت، نسل آنتروپی
مناسب برای رشته های دانشگاهی زیر:
مهندسی مکانیک
مناسب برای گرایش های دانشگاهی زیر:
تبدیل انرژی، مکانیک سیالات
وضعیت مقاله انگلیسی و ترجمه:
مقاله انگلیسی را میتوانید به صورت رایگان با فرمت PDF از باکس زیر دانلود نمایید. ترجمه این مقاله با فرمت WORD – DOC آماده خریداری و دانلود آنی میباشد.
فهرست مطالب:
چکیده
1- مقدمه
2- توضیح مدل
3- شبیه سازی عددی
3.1 انتخاب مدل تلاطم
2-3 معادلات حاکم و شرایط مرزی
3-3 ایجاد شبکه و تست مستقل
4- بحث و نتیجه گیری
1-4 تایید اعتبار کد
2-4 ساختار جریان و توزیع دما
3-4 اثرات پارامترهای هندسی بر عملکرد حرارتی- هیدرولیکی
4-4 آنالیزهای تولید آنتروپی
5-4 مقایسه با کارهای قبلی
5- نتیجه گیری
قسمتی از مقاله انگلیسی و ترجمه آن:
Abstract
In the present work, we propose a novel enhanced tube with discrete inclined grooves, aiming to enhance heat transfer with minimum consumption of pump power by generating longitudinal swirl flows with multiple vortices in the proposed grooved tube. A numerical study has been conducted to investigate the turbulent flow structures and the effects of geometric parameters on the thermal performance. According to the results, longitudinal swirl flows with multiple vortices are generated in the grooved tube, and the number of induced vortices is proportional to the number of circumferential grooves. The heat transfer and friction factor are enhanced by a factor of approximately 1.23–2.17 and 1.02 to 3.75 over the smooth tube, respectively. To further understand the physical mechanism of the enhanced grooved tube and to assess the effects of geometric parameters, entropy generation analyses have also been performed. The results show that the entropy generation number ratios decrease with increasing the number of circumferential grooves and with the reduced groove pitch ratio, and a number of circumferential grooves of 12 and a groove pitch ratio of 3 are recommended for the proposed grooved tube. In addition, comparisons with previous work show that the proposed grooved tube provides considerably higher overall thermal performance than the transversally grooved tube, internally helical grooved tube and continuous corrugated tube, but lower thermal performance than the discrete corrugated tube at lower Reynolds numbers, indicating that the proposed grooved tube is very promising for heat transfer enhancement in practical applications.
چکیده
در مطالعه حاضر از یک لوله با شیارهای شیب دار برای انتقال حرارت و مینیمم کردن مصرف انرژی برق از طریق تولید جریان های چرخشی طولی با گرداب های متعدد در یک لوله شیاردار، استفاده شد. برای ارزیابی ساختار جریان متلاطم و اثرات پارامترهای هندسی روی عملکرد حرارتی از یک روش عددی استفاده شده است. بر اساس نتایج ما، جریان های طولی چرخشی با گرداب های چند گانه در لوله شیب دار ایجاد می شود، و تعداد گرداب های القایی متناسب با تعداد شیارها است. انتقال حرارت و ضریب اصطکاک در یک لوله صاف به ترتیب 23/1-17/2 و 02/1 تا 75/3 افزایش می یابد. به منظور درک بیشتر مکانیسم فیزیکی لوله شیاردار افزایشی و ارزیابی پارامترهای فیزیکی، بررسی های تولید آنتروپی انجام شد. نتایج نشان داد نسبت مقدار تولید انتروپی با افزایش شیار ها و با کاهش نسبت شیب شیار و تعداد شیار گاهش می یابد و نسبت شیب شیار برابر 3 برای لوله پیشنهاد می شود. به علاوه مقایسه هایی که با کارهای قبلی انجام شده نشان می دهد که لوله شیاردار عملکرد حرارتی بسیار چشمگیری نسبت به لوله شیار دار تراگذار، لوله با شیارهای داخلی راه راه و لوله با شیار پیوسته دارد اما عملکرد حرارتی آن نسبت به لوله با شیارهای گسست در عدد رینولوز پایین کمتر است. این امر نشان می دهد که این لوله شیاردار در کاربردهای عملی برای افزایش انتقال حرارت بسیار مناسب است.