research centers


Search results: Found 6

Listing 1 - 6 of 6
Sort by

Article
PRESSURE DROP CONSTRAINTS IN SLUDGE DOUBLE-PIPE HEAT EXCHANGER DESIGN
محددات فرق الضغط في تصميم مبادلات الحمأة الحرارية نوع الأنبوب المزدوج

Author: Dr. Amer D. Zmat د. عامر دحام زماط
Journal: Al-Qadisiyah Journal for Engineering Sciences مجلة القادسية للعلوم الهندسية ISSN: 19984456 Year: 2011 Volume: 4 Issue: 1 Pages: 472-482
Publisher: Al-Qadisiyah University جامعة القادسية

Loading...
Loading...
Abstract

Recent years have witnessed a rapid development in the understanding of heat exchangers design. Those developments have justified the use of a global minimum allowable temperature approach under which the heat transfer area of the heat exchanger is minimized. Values of the allowable pressure drops of streams of exchangers are specified to calculate film heat-transfer coefficients of streams and heat-transfer area. By coupling this with the understanding of what dictates the energy consumption, it is possible to determine the trade-off between the heat exchanger capital cost and energy cost prior to design work. Pressure drop is an important issue in the design of a heat exchanger. Pumps and (or) compressors must be installed to overcome pressure losses when streams flow through heat exchangers. The total cost for a system of pumps and compressors consists of the purchase cost of equipments and the electricity cost to run these equipments. This cost could occupy a significant part of the overall cost for a heat exchanger. Therefore, the pressure drop aspect should be considered together with the costs of heat exchanger area.This paper demonstrates how pressure drop is considered in the context of a sludge double-pipe heat exchanger design. A relationship between heat transfer coefficient and heat exchanger pressure drop was determined and its capital cost implications were assessed.

شهدت السنوات الأخيرة تطور سريع في تصاميم المبادلات الحرارية. تميزت معظمها باستخدامها مفهوم أدنى فرق في درجات الحرارة للحصول على اقل مساحة انتقال حراري. وطبقا لتلك الطريقة يتم تحديد قيم فرق الضغط المقبول لحساب معامل انتقال الحرارة ومساحة الانتقال الحراري من خلال ربط هذه الطريقة مع أسلوب حساب استهلاك الطاقة في المبادلات الحرارية ويمكن إجراء المفاضلة بين كلفة المبادل الحراري وكلفة الطاقة اللازمة لتشغيله قبل مرحلة التصاميم التفصيلية. وحيث أن فرق الضغط في المبادلات الحرارية ينعكس على كلف ملموسة في المبادلات الحرارية تتمثل بكلف المضخات والدافعات وكلف الطاقة اللازمة لتشغيل تلك المضخات والدافعات، فان دراسة تلك الكلف نسبة إلى كلفة المبادل الحراري تعتبر أمر ضروري ومهم.يستعرض هذا البحث كيفية تضمين فرق الضغط في مبادلات الأنبوب المزدوج المستخدم لتسخين الحمأة في أحواض الهضم ضمن مرحلة التصميم من خلال إيجاد علاقة بين معامل انتقال الحرارة وفرق الضغط وتقييم انعكاس ذلك على الكلفة المثالية للمبادل الحراري.


Article
Performance Characteristics of Parallel Slip Flow Microchannel Heat Exchanger

Authors: Hazim Abdulrazzaq Hanoon --- Ahmed K. M. Alshara
Journal: Basrah Journal for Engineering Science مجلة البصرة للعلوم الهندسية ISSN: Print: 18146120; Online: 23118385 Year: 2011 Volume: 11 Issue: 1 Pages: 16-30
Publisher: Basrah University جامعة البصرة

Loading...
Loading...
Abstract

Parallel flow microchannel heat exchanger performance was numerically investigated, for laminar, 3-D, incompressible and steady state flow with slip flow and temperature jump conditions. The continuity, Navier-Stokes equations and the energy equations for the hot and cold fluids were solved by using finite volumes method and SIMPLE algorithm method with FORTRAN code to obtain the velocity and temperature distributions for the two fluids and the separated wall between them. The main investigation parameter that affected on the performance and effectiveness of heat exchanger are: Reynolds number Re, thermal conductivity ratio Kr, Knudsen number Kn, thickness of separating wall, heat capacity ratio Cr and aspect ratio α. Increasing of Reynolds number, Knudsen number, thickness of separating wall, heat capacity ratio and aspect ratio each separately leads to decrease the effectiveness while increasing of thermal conductivity ratio up to 10 leads to increase the effectiveness. Also, it is found that friction number and Nusselt number both decreases with increasing Knudsen number

حۥقق عدديا أدائيت مبادل حراري مايكروي متىازي الجريان لجريان طباقي ثلاثي الأبعاد وفي حالت الاستقرار ولاانضغاطي بشروط الجريان الأنسلاقي ودرجت الحرارة القافسة. حو عٍادىت الاسخ زَاريت و عٍادلاث اىشخ و عٍادلاث اىطاقتباسخخذا طزيقت اىحجى اى حَذدة و طزيقت ) (SIMPLE algorithm وباسخخذا ىغت فىرحزا ) FORTRAN ,)ىيحصىه عيى حىسيع اىسزعت و درجت اىحزارة وىنلا اى اَئعي واىجذار اىفاصو بي هْ .ٌ عىا وٍ اىبحث اىزئيسيت اىخي حؤثزعيى فعاىيت و ادائيت اى بَاده هي: عذد ري ىْىذس) Re ( و سّبت اى ىَصييت اىحزاريت ) Kr ( و عذد اّدسي ) Kn ( وس لَ اىجذاراىفاصو و سّبت اىسعت اىحزاريت ) Cr ( و سّبت اىىاجهه ) α (. ع ذْ سيادة عذد ري ىْىذس و عذد اّدسي و سّبت اىسعتاىحزاريت وس لَ اىجذار اىفاصو مو عيى حذة حقو اىفعاىيت, وع ذْ سيادة سّبت اى ىَصييت اىحزاريت حشداد اىفعاىيت اىى 10 Kr ,. مذىل اى خْائج حبي بأ عذد الأحخناك و عذد سّيج ملاه اَ يقو ع ذْ اٍ يشداد عذد اّدسي .ِ


Article
OPEN CIRCUIT HEAT EXCHANGER DYNAMICS DURING FLOW REDUCTION TRANSIENT IN THEIR SECONDARY LOOPS

Author: Akram. W. Ezzat
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2011 Volume: 17 Issue: 6 Pages: 1502-1516
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

An experimental and theoretical analysis was conducted for simulation of open circuit cross flow heat exchanger dynamics during flow reduction transient in their secondary loops. Finite difference mathematical model was prepared to cover the heat transfer mechanism between the hot water in the primary circuit and the cold water in the secondary circuit during transient course. This model takes under consideration the effect of water heat up in the secondary circuit due to step reduction of its flow on the physical and thermal properties linked to the parameters that are used for calculation of heat transfer coefficients on both sides of their tubes. Computer program was prepared for calculation purposes which cover all the variables that affect such type of transient mechanisms. The effect of the power density in the primary circuit and the water flow reduction percentage on the average temperature build up of the water in the primary circuit was investigated. The elapsed time required for the primary circuit average temperature to reach a steady state value was also calculated. These calculations were supported with experimental measurements conducted on a standard cross flow heat exchanger apparatus. The experimental results were compared with the theoretical results for certain power density value at different flow reduction percentages which show a reliable agreement. This relative agreement was necessary to consider the mathematical model with certain assurance for calculating transient parameters for higher power densities that are out of apparatus ranges. The results proved that water average temperature build up in the primary circuit has sharp tendency when the percentage of flow reduction in the secondary circuit reach 25% of its nominal values

تم أجراء تحليل عملي ونظري لمحاكاة ديناميكية المبادل الحراري من نوع الجريان المتقاطع أثناء الحالات غير المستقرة لنقصان جريان المبرد في دوراتها الثانوية. حيث تم أعداد موديل رياضي مبني على الفروقات المحددة لتغطية ميكانيكية عملية التبادل الحراري ما بين الماء الحار في الدورة الأساسية والماء البارد في الدورة الثانوية. أخذ الموديل بنظر الأعتبار تأثير زيادة تسخين الماء في الدورة الثانوية بسبب النقصان الدرجي لجريانه على الخصائص الفيزياوية والحرارية ذات العلاقة بالحدود المستخدمة في أحتساب معاملات التبادل الحراري على جانبي أنابيب المبادل الحراري. تم أعداد برنامج حسابي على الحاسوب الذي يغطي جميع العوامل المؤثرة لمثل هكذا نوع من ميكانيكية الحالات غير المستقرة. تم بحث تأثير كثافة الطاقة في الدورة الأساسية والنسبة المئوية لنقصان معدل جريان المبرد في الدورة الثانوية على زيادة معدل درجة حرارة الماء في الدورة الأساسية. تم كذلك حساب الزمن المستغرق لوصول معدل درجة حرارة الماء في الدورة الأساسية الى قيم مستقرة. هذه الحسابات تم تدعيمها بقياسات عملية تم اجرائها على جهلز مختبري لمبادل حراري من نوع الجريان المتقاطع. تم أجراء مقارنة بين الحسابات العملية والنظرية لكثافة طاقة معينة لنسب أنخفاض في معدلات جريان مختلفة وكانت نتائج المقارنة مقبولة. هذا التطابق النسبي كان ضروريا لأعتماد الموديل والبرنامج الرياضي في أحتساب النتائج لقيم كثافات طاقة أعلى من حدود تحمل الجهاز. النتائج برهنت أن زيادة معدل درجة حرارة الماء في الدورة الأساسية تأخذ ميلا حادا عند وصول قيم النسب المئوية لأنخفاض معدل الجريان الى 25% من قيمها الطبيعية.


Article
Numerical Study of the Unsteady State Cross Flow Heat Exchanger with Variable Fluid Parameters
نموذج رياضي لمبادّلِ حراري متقاطع الجريان غير مستقر مع مائع ذو خصائص متغيره

Loading...
Loading...
Abstract

ABSTRACTA numerical model for the unsteady state cross flow heat exchanger withvariable fluid parameters is presented. The model contains many sophisticatedassumptions that always avoided in the traditional analyzing of cross flow heatexchanger like variation of fluid properties (density, viscosity, thermal conductivityand convection heat transfer coefficient) and three dimensions unsteady state. Thehydrodynamic properties for both fluids are taken as fluid temperatures dependence.The heat transfer from the hot fluid to the surrounding cold fluids, and the heatexchanged between the cold fluid and the surrounding hot fluids channels andsurrounding cold fluids ducts are taken in account. The air is used as cold fluid, whilethe water as hot fluid. A numerical analysis by using Finite difference method is usedto solve the governing equations for both hot and cold fluids. The results shows that atsmall values of dimensionless X-xis (X = ΔX - 3ΔX) (ΔX = 0.021625), the hot fluidtemperature decreases at a constant value of dimensionless Y-Axis (height). The hotand cold fluid temperature lines are curved and lower values of the temperature in theleft side (X = ΔX - 3ΔX) and higher values of the temperature in the right side (X =5ΔX - 8ΔX). The hot and cold overall effectiveness of the system increase withincrease number of the cold duct per pass (ncp).

الخلاصةالنموذج العددي لانتقال الحرارة الغير مستقر داخل مبادّلِ حراري متقاطع الجريان ذو خصائصمتغيره تم وضعه. ھذا النموذج يحتوي على العديد مِنْ الفرضياتِ المعقده التي يتم إھمالھا عادتا في التَحليلالتقليديِ للمبادّلِ الحراري متقاطع الجريان مثل تغير الخصائص للسائلين (الكثافة، الزوجة، التوصيل حراريومعامل التوصيل الحراري) وكذلك ألحاله الغير مستقرة للمائع ثلاثي الأبعاد. تم الأخذ بنظر الاعتبار بانالخصائص الھيدروديناميكية للمائعين تتغير مع درجه حرارة المائع. عملية انتقال الحرارة من السوائل الساخنةإلى السوائل الباردة المحيطة بھا ، والحرارة المتبادلة بين السوائل الباردة والساخنة ا مع قنوات السوائل الباردةلمحيطة بھا تم أخذھا بنظر الاعتبار. يستخدم الھواء كسائل باردة ، في حين المياه كسائل ساخنة. طريقةِ الفروقاتاستعملت لحل معادلات السيطره لكلا من السائل الحار والبارد. النتائج (Finite Difference) المحدودةِفان ،(ΔX = 0.021625) (X = ΔX - 3ΔX) (X) أوضحت بأنه عند قيم صغيرة من القيمة اللابعدية لمحورخطوط درجات الحرارة .(Y) درجة الحرارة للسائل الساخن تنخفض عند قيم ثابتة من القيمة اللابعدية لمحور(X = ΔX - للسائل الساخن والبارد تكون منحنيه وتكون قيم درجات الحرارة المنخفضة في الجانب الأيسرالفاعلية الكليه للمائع الساخن . (X= 5ΔX - 8ΔX) 3 وقيم درجات الحرارة ألمرتفعه في الجانب الأيمن ΔX).( Ncp ) والبارد تزداد بزيادة عدد القنوات للمائع البارد


Article
Simulation Of Indirect Evaporative Cooler Heat Exchanger At Iraqi Conditions

Authors: Khawla N. Hmood --- Khalid A. Joudi
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2011 Volume: 17 Issue: 3 Pages: 499-516
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

The investigation included PHE performance variation with heat exchanger dimensions, plate spacing, inlet air velocities and inlet air temperatures. The momentum and energy equations were solved in 3-dimensions by using FLUENT 5.3 software and heat exchanger performance parameters were extracted from the post processing of the numerical data. In addition, a 2-dimensional fluid flow and heat transfer numerical analysis for the crossflow PHE was carried out. A numerical code based on the finite difference method and the SIMPLE algorithm was developed to solve the governing equations. The result of the numerical study for PHE performance shows that for both air streams the maximum thermal gradient occurs at 0.5 m/s inlet air velocity while the minimum occurs at 5 m/s velocity. Furthermore; the greater thermal gradient for the both air streams occurs at 3 mm plate spacing and decrease progressively to the lowest gradient at 10 mm spacing. Also, the results indicated that indirect evaporative cooling could be applied to obtain suitable outlet air temperatures for low and medium values of wet-bulb temperatures in arid climates.

تعنى هذه الدراسة بمعرفة السلوك الحراري لمبادل حراري من النوع الصفائحي المستعمل للتبريد الذي يكون فيه جريان الهواء الحار والبارد بصورة متعامدة . حيث ان الهواء الخارجي يمر في الممرات الافقية والعمودية للمبادل الصفائحي ويتم نثر الماء على الهواء المار في الممرات العمودية بالتوازي مع تيار الهواء لكي تحصل عملية التبخر التي هي السبب الرئيسي في تبريد الهواء المار في هذه الممرات ومن ثم يتبرد به هواء الممرات الافقية .تتضمن النمذجة العددية لهذا المبادل دراسة تغير اداء المبادل مع تغير ابعاده من 300x300 mm الى 1000x1000 mm مع تغير البعد بين الصفائح من 3 mm الى 15 mm وتغير سرعة دخول الهواء اليه من 0.3 m/s الى 5 m/s كما استخدمت ظروف التصميم الخارجية للعراق لتمثيل تغير درجات الحرارة ونمذجة الاداء .اجريت نمذجة اولية ثلاثية الابعاد من خلال حل معادلات الزخم والطاقة باستخدام برنامج (FLUENT 5.3) حيث تحصلت العوامل المؤثرة على اداء المبادل من النتائج العددية .من بعد ذلك اجري تحليل ثنائي الابعاد لمبادل التبريد التبخيري غير المباشر وذلك بأستخدام برنامج اعد لهذا الغرض كتب بلغة FORTRAN . واعتمدت خوارزمية سمبل (SAMPLE Algorithm) وطريقة الفروقات المحددة (Finite Difference) في حل المعادلات الحاكمة . وقد جرى اختبار العوامل المؤثرة على الاداء الحراري مثل درجة حرارة البصلة الجافة ودرجة حرارة البصلة الرطبة لتياري الهواء باسلوب منهجي مبرمج بينت النتائج المتحصلة من هذه الدراسة ان اداء المبادل الحراري يتحسن مع ازدياد ابعاد المبادل وصغر المسافة بين الصفائح وسرعة دخول الهواء الأوطأ .كذلك ، فأن التبريد التبخيري غير المباشر يمكن ان يوفر درجة حرارة تجهيز مناسبة في العراق حيثما تكون درجة حرارة البصلة الرطبة واطئة او متوسطة القيمة


Article
Effect of variation in channels' area on the performance of counter flow microchannel heat exchanger

Author: Mushtaq I. Hasana
Journal: Univesity of Thi-Qar Journal مجلة جامعة ذي قار العلمية ISSN: 66291818 Year: 2011 Volume: 7 Issue: 1 Pages: 1-25
Publisher: Thi-Qar University جامعة ذي قار

Listing 1 - 6 of 6
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (6)


Language

English (6)


Year
From To Submit

2011 (6)