Fulltext

Enhancement of Heat Transfer in The Tube-Sid of A Double Pipe Heat Exchanger by Wire Coils

تحسين انتقال الحرارة في أنابيب سيد من انبوب باستخدام محلزنات سلكية

Qasim J. M. Slaiman قاسم سليمان --- Abbas N. Znad عباس نوار زناد

AL-NAHRAIN JOURNAL FOR ENGINEERING SCIENCES مجلة النهرين للعلوم الهندسية
ISSN: 25219154 / eISSN 25219162 Year: 2013 Volume: 16 Issue: 1 Pages: 51-57
Publisher: Al-Nahrain University جامعة النهرين

Abstract

Heat transfer enhancement by wire coils is adopted in order to increase the thermal performance of a double pipe heat exchanger. The heat exchanger adopted is 1245 mm effective length, 28 mm outer diameter and changeable inner diameter (11 or 14 mm). Wire coils of e = 1 mm and p = 10, 20, 30 and 40 mm are used as turbulence promoters to augment heart transfer inside the inner tube at a Reynolds number range of 5000 to 40000. Water is used as the working fluid in the two sides. Variation in the experimental conditions is attained by changing the mass flowrates of unenhanced side and changing the inlet temperature of hot fluid. These conditions are followed in order to have as large amount of data points as possible in addition to observe the effect of changing these conditions. Heat transfer is increased inside the inner tube by 2.43 folds, as compared to empty tube at the same Reynolds number accompanied by friction factor increase of 4.75 folds. New correlations of Nusselt number and friction factor for the enhanced tubes are proposed as functions of Reynolds number, Prandtl number and the geometrical characteristics of inserts and tube sizes.

تم استخدام محلزنات سلكية بقطر 1 ملم وفواصل لف بمقدار 10، 20، 30 و40 ملم كمسببات شدة الاضطراب داخل الانبوب الداخلي لمبادل حراري من نوع الانابيب المتمركزة بطول 1245 ملم وبقطر خارجي 28 ملم وانبوب داخلي قابل للتغيير بقطرين 11 و 14 ملم وذلك من اجل زيادة كفائتة الحرارية في مدى رقم رينولدز بين 5000 و40000. أستخدام الماء في جانبي المبادل الحراري كما تم تنويع الظروف التجريبية وذلك بتغيير معدل الجريان الكتلي للجانب الغير المراد رفع كفائته وكذلك بتغيير درجة حرارة الدخول للمائع الساخن. الهدف من تغيير الظروف التجريبية هو الحصول على اكبر ما يمكن من النقاط التجريبية للحصول على معادلات تجريبية بأدق مايمكن بالاضافة الى معرفة مدى تأثير تغيير تلك الظروف. تم زيادة انتقال الحرارة في داخل الانبوب الداخلي بمقدار 2.43 ضعف ماهو عليه في حالة استخدام انبوب املس بنفس رقم رينولدز وكان ذلك مصحوبا بازدياد معامل الاحتكاك بمقدار 4.75 اضعاف. تم الحصول على معادلات تجريبية جديدة لرقم نسلت ومعامل الاحتكال للانبوب الداخلي للمبادل الحراري وذلك كدوال لرقمي رينولدز وبرانتل بالاضافة للابعاد الهندسية للمضافات والانابيب.