پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 8 |
| تعداد شماره‌ها | 418 |
| تعداد مقالات | 5,504 |
| تعداد مشاهده مقاله | 6,197,556 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,399,401 |
عملکرد هیدرولیکی- حرارتی پره ذوزنقه‌ای مجهز به مولد گردابه و حفره: بررسی اثر موقعیت مولد گردابه و حفره | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 15، دوره 53، شماره 3 (Special Issue)، خرداد 1400، صفحه 1963-1980 اصل مقاله (2.27 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2020.17218.6558 | ||
| نویسندگان | ||
| فائزه نجاتی برزکی1؛ قنبرعلی شیخ زاده* 2؛ مرتضی خوشوقت علی آبادی3؛ علی اکبر عباسیان آرانی4 | ||
| 1گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان،ایران | ||
| 2دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران | ||
| 3دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شاهرود، شاهرود، ایران | ||
| 4دانشیار مهندسی مکانیک دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه کاشان کاشان ایران | ||
| چکیده | ||
| امروزه موضوع افزایش انتقال حرارت، توجه زیادی از محققین را برای توسعه انواع مبدل‌های حرارتی به منظور دستیابی به راندمان بالا، هزینه پایین، وزن سبک و ابعاد کوچکتر، به خود جلب کرده است، در مقاله حاضر با تعبیه مولد گردابه و حفره و جایابی مناسب موقعیت آن‌ها روی پره ذوزنقه‌ای، ضریب انتقال حرارت و افت فشار مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور مدل‌سازی عددی جریان سیال آب در یک کانال مستطیلی در دو رژیم آرام و آشفته و برای 5 مدل با موقعیت‌های مختلف قرارگیری مولد گردابه و حفره برای پارامترهای هندسی در اندازه ثابت صورت گرفته است. نتایج نشان داد که در هر دو رژیم جریان، با قرارگرفتن حفره در بالا و پایین، افت فشار افزایش می‌یابد. به منظور انجام مقایسه بهتر بین این موقعیت‌ها، نسبت ضریب کالبرن به ضریب اصطکاک به دو صورت ساده و توانی تعریف و به کار برده شد و بهترین عملکرد هیدرولیکی- حرارتی برای پره ذوزنقه‌ای با وجود مولد گردابه در راست و همزمان حفره در وسط، به دست آمد به طوری‌که در رژیم جریان آشفته، بیشترین مقدار برای نسبت ضریب کالبرن به ضریب اصطکاک (نسبت ساده و نسبت توانی آن) به ترتیب برابر با 0539/0 و 01504/0 برای این موقعیت گزارش شد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| پره ذوزنقه‌ای؛ موقعیت مولد گردابه؛ موقعیت حفره؛ افت فشار؛ ضریب انتقال حرارت | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Hydrothermal performance of trapezoidal fin equipped with vortex generator and hole: Investigation of the effect of vortex generator and hole position | ||
| نویسندگان [English] | ||
| faezeh nejati barzoki1؛ Ghanbar Ali Sheikhzadeh2؛ morteza khoshvaght Aliabadi3؛ Ali Akbar Abbasian Arani4 | ||
| 1Department of Mechanical Engineering, University of Kashan, Kashan, Iran. | ||
| 2Heat and Fluids Department, Faculty of Mechanical Engineering, University of Kashan, Kashan, Iran | ||
| 3Department of Chemical Engineering, Shahrood Branch, Islamic Azad University, Shahrood, Iran | ||
| 4Associate Professor Mechanical Engineering Department University of Kashan Kashan Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Today, the issue of increasing heat transfer has attracted a great deal of attention from researchers for the development of a variety of heat exchangers to achieve high efficiency, low cost, lightweight. In this paper, the hydrothermal performance is investigated by incorporating vortex generator and hole and their proper positioning on trapezoidal fin. For this purpose, numerical modeling of water flow in a rectangular channel is performed in two laminar and turbulent flow regimes and for 5 models with different positions of vortex generator and hole in constant size geometric parameters. The results showed that in both flow regimes, the pressure drop was increased by inserting the hole on top and bottom. To create a better comparison, the ratio of the Colburn factor to friction factor was defined and applied in two simple and powerful ways and the best hydraulic-thermal performance was obtained for the trapezoidal fin with the vortex generator on the right and the hole in the middle, so that in the turbulent flow regime, the highest value for the ratio of Colburn factor to friction factor (simple ratio and power ratio) was reported as 0.0539 and 0.01504 for this position, respectively. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Trapezoidal fin, Vortex generator position, Hole position, Pressure drop, Heat transfer coefficient | ||
| مراجع | ||
|
[1] G. Zhou, Z. Feng, Experimental investigations of heat transfer enhancement by plane and curved winglet type vortex generators with punched holes, International Journal of Thermal Sciences, 78 (2014) 26-35. [2] G. Lu, G. Zhou, Numerical simulation on performances of plane and curved winglet–Pair vortex generators in a rectangular channel and field synergy analysis, International Journal of Thermal Sciences, 109 (2016) 323-333. [3] V. Muniyandi, Heat transfer study of perforated fin under forced convection, International Journal of Engineering, 28(10) (2015) 1500-1506. [4] A.K. Singh, R. Varshney, Experimental investigation on rectangular fins with holes in natural convection, (2017). [5] M. Salem, M. Althafeeri, K. Elshazly, M. Higazy, M. Abdrabbo, Experimental investigation on the thermal performance of a double pipe heat exchanger with segmental perforated baffles, International Journal of Thermal Sciences, 122 (2017) 39-52. [6] S. Mohammadi, A. Ahmadi Nadooshan, M. Bayareh, Numerical simulation of laminar convection heat transfer from an array of circular perforated fins, Energy Equipment and Systems, 5(2) (2017) 147-156. [7] S. Chamoli, R. Lu, P. Yu, Thermal characteristic of a turbulent flow through a circular tube fitted with perforated vortex generator inserts, Applied Thermal Engineering, 121 (2017) 1117-1134. [8] K. Boukhadia, H. Ameur, D. Sahel, M. Bozit, Effect of the perforation design on the fluid flow and heat transfer characteristics of a plate fin heat exchanger, International Journal of Thermal Sciences, 126 (2018) 172-180. [9] A. Gautam, L. Pandey, S. Singh, Influence of perforated triple wing vortex generator on a turbulent flow through a circular tube, Heat and Mass Transfer, 54(7) (2018) 2009-2021. [10] Z. Han, Z. Xu, J. Wang, Numerical simulation on heat transfer characteristics of rectangular vortex generators with a hole, International Journal of Heat and Mass Transfer, 126 (2018) 993-1001. [11] S. Skullong, P. Promthaisong, P. Promvonge, C. Thianpong, M. Pimsarn, Thermal performance in solar air heater with perforated-winglet-type vortex generator, Solar Energy, 170 (2018) 1101-1117. [12] M. Khoshvaght-Aliabadi, S. Mortazavi, Combined effects of holes and winglets on chevron plate-fins to enhance the performance of a plate-fin heat exchanger working with nanofluid, Experimental Heat Transfer, 32(6) (2019) 584-599. [13] F. Nejati Barzoki, G.A. Sheikhzadeh, M. Khoshvaght-Aliabadi, Numerical investigation of effect of vortex generator and perforation on fluid flow and heat transfer through a rectangular channel, in: ISME27, (2019). [14] S. Gunes, E. Manay, E. Senyigit, V. Ozceyhan, A Taguchi approach for optimization of design parameters in a tube with coiled wire inserts, Applied Thermal Engineering, 31(14-15) (2011) 2568-2577. [15] K. Yakut, N. Alemdaroglu, B. Sahin, C. Celik, Optimum design-parameters of a heat exchanger having hexagonal fins, Applied energy, 83(2) (2006) 82-98. [16] V. Yakhot, S. Orszag, S. Thangam, T. Gatski, C. Speziale, Development of turbulence models for shear flows by a double expansion technique, Physics of Fluids A: Fluid Dynamics, 4(7) (1992) 1510-1520. [17] C. Min, C. Qi, E. Wang, L. Tian, Y. Qin, Numerical investigation of turbulent flow and heat transfer in a channel with novel longitudinal vortex generators, International Journal of Heat and Mass Transfer, 55(23-24) (2012) 7268-7277. [18] T. Zhang, Z.Q. Huang, X.B. Zhang, C.J. Liu, Numerical investigation of heat transfer using a novel punched vortex generator, Numerical Heat Transfer, Part A: Applications, 69(10) (2016) 1150-1168. [19] G.A. Sheikhzadeh, F.N. Barzoki, A.A.A. Arani, F. Pourfattah, Wings shape effect on behavior of hybrid nanofluid inside a channel having vortex generator, Heat and Mass Transfer, 55(7) (2019) 1969-1983. [20] M. Hatami, D. Ganji, M. Gorji-Bandpy, Experimental and numerical analysis of the optimized finned-tube heat exchanger for OM314 diesel exhaust exergy recovery, Energy Conversion and Management, 97 (2015) 26-41. [21] J. Zhou, M. Hatami, D. Song, D. Jing, Design of microchannel heat sink with wavy channel and its time-efficient optimization with combined RSM and FVM methods, International Journal of Heat and Mass Transfer, 103 (2016) 715-724. [22] F. Dittus, L. Boelter, Heat transfer in automobile radiators of the tubular type, International Communications in Heat and Mass Transfer, 12(1) (1985) 3-22. [23] R. Notter, C. Sleicher, A solution to the turbulent Graetz problem—III Fully developed and entry region heat transfer rates, Chemical Engineering Science, 27(11) (1972) 2073-2093. [24] B.S. Petukhov, Heat transfer and friction in turbulent pipe flow with variable physical properties, Advances in Heat Transfer 6(1970) 503–564. [25] M. Khoshvaght-Aliabadi, O. Sartipzadeh, A. Alizadeh, An experimental study on vortex-generator insert with different arrangements of delta-winglets, Energy, 82 (2015) 629-639. [26] R. Shah, Thermal entry length solutions for the circular tube and parallel plates, in: Proceedings of 3rd national heat and mass transfer conference, Indian Institute of Technology Bombay, 1975, pp. HMT-11-75. [27] S. Suresh, K. Venkitaraj, P. Selvakumar, M. Chandrasekar, Effect of Al2O3–Cu/water hybrid nanofluid in heat transfer, Experimental Thermal and Fluid Science, 38 (2012) 54-60. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 695 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 770 |
||