research centers


Search results: Found 8

Listing 1 - 8 of 8
Sort by

Article
Experimental and Numerical Investigation to Evaluate the Performance of Helical Coiled Tube Heat Exchanger
تحقيق عملي وعددي لتقييم أداء مبادل حراري حلزوني الأنبوب

Authors: Qasim Saleh Mahdi قاسم صالح مهدي --- Sahar Abdul Fattah سحر عبد الفتاح عبود --- Firas juma Abd فراس جمعة
Journal: Journal of Engineering and Sustainable Development مجلة الهندسة والتنمية المستدامة ISSN: 25200917 Year: 2014 Volume: 18 Issue: 4 Pages: 89-110
Publisher: Al-Mustansyriah University الجامعة المستنصرية

Loading...
Loading...
Abstract

Experimental and Numerical investigation of heat transfer enhancement in shell and helical coil tube heat exchanger is carried out in the present work. Experimental work included design of helical coil heat exchanger with different curvature ratio and coil pitch. Three helical coil tube heat exchangers with different curvature ratio (D/d) 12/1, 15/1, 17/1, 20/1 and 24/1 are studied to choose the optimum one. Four helical coils with different coil pitch 1.8d, 2d, 3d, and 5d has been chosen to study the effect of coil pitch on heat transfer coefficient. From experimental results the curvature ratio 17/1 gives optimum helical coil. Experimental results show increases of coil pitch lead to increasing in heat transfer coefficient of the shell side and indicate that convective heat transfer is increased by Reynolds number as well as Dean Number.Numerical geometry has been built using ansys fluent package 14.1 commercial copy with solid work and gambit software program depends on the optimum design . Numerical results show that the temperature decreases along the coil and the temperature difference effect on heat flow along helical coiled. Also there is different in temperature between each turn. Empirical correlation has been developed to predict Nusselt number at helical coil. The comparison between numerical and experimental results show good agreement.

التحقيق التجريبي والعددي لتحسين انتقال الحرارة لمبادل حراري مكون من أسطوانة (القشرة) وأنبوب حلزوني نفذت في هذا العمل .تضمن العمل التجريبي تصميم مبادل حراري حلزوني مع أفضل نسبة تقوس ودرجة حلزنة. خمسه مبادلات حرارية حلزونية مع نسب تقوس مختلفة24/1, 20/1, 17/1, 15/1, 12/1 درست لاختيار أفضل مبادل حراري حلزوني. أربعة مبادلات حرارية مع درجات حلزنة مختلفة (1.8d, 2d, 3d, 5d) صممت لدراسة تأثير درجة الحلزنة على معامل انتقال الحرارة. الملف الحلزوني الذي له نسبة تقوس17/1 اختير كأفضل ملف حلزوني طبقا للنتائج العملية. زيادة درجة الحلزنة تؤدي إلى زيادة معامل انتقال الحرارة في (القشرة). النتائج العملية تشير إلى إن انتقال الحرارة يزداد بزيادة رقم رينولد بالإضافة إلى رقم ديان.أما الجانب العددي فقد تم استخدام برنامج ansys fluent في رسم الشكل باستخدام برنامج solid workو gambit في التحليل وبالاعتماد على أفضل تصميم. وأظهرت الدراسة العددية ان درجات الحرارة تقل على طول الملف وفرق درجات الحرارة له تأثير على انتقال الحرارة وهناك فرق في درجة الحرارة بين لفة واخرى .تم تطوير معادلة تجريبية لتوقع عدد ناسلت لأنبوب محلزن كما بينت المقارنة بين النتائج العملية والعددية بينت توافق جيد.


Article
Thermo-Hydraulic Performance of Horizontal Circumferentially Ribbed Double Pipe Heat Exchanger
الأداء الحراري-الهيدروليكي لمبادل حراري أفقي مزدوج الأنبوب مضلع بشكل محيطي

Author: . Nawras Shareef Sabeeh . نورس شريف صبيح
Journal: Journal of Engineering and Sustainable Development مجلة الهندسة والتنمية المستدامة ISSN: 25200917 Year: 2014 Volume: 18 Issue: 3 Pages: 183-196
Publisher: Al-Mustansyriah University الجامعة المستنصرية

Loading...
Loading...
Abstract

Heat transfer coefficient and pressure drop for water flow inside circumferential ribbed tubes with different rib dimensions have been determined experimentally. The data of ribbed tubes were compared with that of a plain tube. The experimental test section is a horizontal counter flow concentric tube heat exchanger with circumferentially ribbed inner tube. The ribbed tubes tested in this investigation have the ranges: circumferential depth from 0.5 to 1.5 mm and axial pitch distance from 5 to 15 mm. Water was used as the working fluid, where hot water flows in the inner tube and cold water flows in the annulus. The test runs are done at water flow rates ranging between 0.1 and 1.0 m3/h. The inlet cold and hot water temperatures are between 20 and 30 °C and between 40 and 60 °C, respectively. Comparison of experimental data of circumferentially ribbed tubes with smooth tube have shown that the heat transfer coefficient and pressure drop, quantified by means of Nusselt number and friction factor, are around 1.92 to 5.61 and 1.25 to 3.41 times higher than smooth tube depending on the circumferential geometric parameters and mass velocity of the working fluid. New correlations based on the data gathered during this work for predicting Nusselt number and friction factor for the circumferential ribbed tube heat exchanger have been proposed. The proposed correlations can predict the experimental data with average relative error of ± 6% for Nusselt number and ± 5% for friction factor..

تم حساب معامل انتقال الحرارة و هبوط الضغط لتدفق الماء داخل الانابيب المضلعة بشكل محيطي وبأبعاد تضليع مختلفة تجريبيا. بيانات الانابيب المضلعة تم مقارنتها مع تلك الخاصة بالأنبوب الناعم. ان مقطع الاختبار التجريبي هو عبارة عن مبادل حراري افقي متمركز الانبوب ومتعاكس الجريان مع انبوب داخلي مضلع بشكل محيطي. الانابيب المضلعة التي تم اختبارها في هذا البحث لها المديات الآتية: عمق ضلع محيطي من 0,5 الى 1,5 ملم وبعد محوري من 5 الى 15 ملم. استعمل الماء كمائع تشغيل، حيث يتدفق الماء الحار في الانبوب الداخلي و يتدفق الماء البارد في الانبوب الحلقي. ان التجارب المختبرية تم اجراءها بنسب تدفق ماء تتراوح بين 0,1 و 1,0 م3/ساعة. درجة حرارة الماء البارد والساخن تتراوح بين 20 الى 30 و40 الى 60 °م، على التوالي. مقارنة البيانات التجريبية للأنابيب المضلعة بشكل محيطي مع الانبوب الناعم توضح بان معامل انتقال الحرارة وهبوط الضغط، حددت كميا بواسطة رقم نسلت ومعامل الاحتكاك، حوالي 1,92 الى 5,61 و 1,25 الى 3,41 مرة اعلى من الانبوب الناعم معتمدة على شكل التضليع المحيطي والسرعة الكتلوية لمائع التشغيل. تم اقتراح معادلة ارتباط جديدة مستندة على البيانات التي تم جمعها في هذا العمل لحساب رقم نسلت ومعامل الاحتكاك لمبادل حراري ذو انبوب مضلع بشكل محيطي. ان معادلة الارتباط المقترحة من الممكن ان تحسب البيانات التجريبية بمعدل خطأ نسبي ±6% بالنسبة لرقم نسلت و±5% بالنسبة لمعامل الاحتكاك.-


Article
Experimental and Numerical Investigation to Evaluate the Performance of U-Longitudinal Finned Tube Heat Exchanger
تحقيق عملي ونظري لتقييم أداء مبادل حراري من نوع الأنبوب المزعنف بزعانف طولية على شكل حرف U

Loading...
Loading...
Abstract

Experimental and numerical investigation has been performed in this work to evaluate the performance for U-longitudinal finned tube heat exchanger. Four pairs of U-shaped longitudinal fins were selected and manufactured from copper material and welded on the straight copper tube. The inner tube is inserted inside insulated galvanized tube, sheet and roll insulation (arm flux) and glass wool have been utilized to cover inner and outer surface of galvanized tube for reducing heat losses. Air at various mass flow rates (0.03 to 0.07)kg/sec flows through annuli and de-ionized water at Reynold's numbers ranging from (270 to 1900) flows through the inner tube. Performance of (smooth and finned) tube heat exchanger was investigated experimentally. Experimental results showed (1.744 to 2.534) enhancement ratio when using U-longitudinal fins. Empirical correlations for air, water were represented by Nusselt's number. Numerical simulation has been carried out on present heat exchanger to analyze flow field and heat transfer using FLUENT package 14. The comparison between experimental work and numerical results showed good agreement.

في هذه الدراسة, تم انجاز تحقيق عملي وعددي لمبادل حراري من نوع الانبوب المزعنف بزعانف طولية علئ شكل حرف (U) من اجل دراسة اداءه الحراري. اربعة ازواج من الزعانف الطولية ذات شكل (U) تم تصميمها وتصنيعها من مادة النحاس وثبتت علئ انبوب نحاس الذي اولج داخل انبوب مصنع من مادة الكلفنايز ومعزول بعوازل من الداخل والخارج لتقليل الحرارة المفقودة. هواء عند معدلات تدفق كتلية تتراوح بين (0.03 الئ0.07 ) كغم/ثانية يجري خلال الفراغ الحلقي وماء منزوع الايونات ذو ارقام رينولدز تتراوح بين (270 الئ 1900) يجري خلال الانبوب الداخلي. اداء المبادل الحراري بالحالتين ( الاملس والمزعنف ) تمت دراسته. النتائج العملية بينت ان نسبة التحسين كانت (1.744 الئ 2.534) في حال استخدام المبادل الحراري ذو الانبوب المزعنف. علاقات تجريبية لجانب الهواء والماء تم تقديمها بدلالة رقم نيسلت. محاكاة عددية تم انجازها للمبادل الحراري لتحليل جريان المائع وانتقال الحرارة باستخدام البرنامج المتخصص 14ANSYS FLUENT. بينت المقارنة بين النتائج العملية والعددية وجود تطابق مقبول.


Article
Experimental and Numerical Investigation to Enhance the Performance of Helical Coiled Tube Heat Exchanger by Using Turbulators
دراسة عملية وعددية لتحسين أداء مبادل الحراري ذو أنبوب ملتف حلزوني باستخدام العوائق

Loading...
Loading...
Abstract

In the present work, numerical and experimental investigation is carried out to evaluate the performance of helical coiled tube heat exchanger with wire coil insert. Experimental work included design of wire coiled and inserted into a vertically positioned plain copper helical tube heat exchanger. The effects of wire coil insert with different parameters on heat transfer and friction loss in the helical tube were examined with Dean number ranging from 700 to 2000.The experiments of coiled wire were performed, firstly with three different pitches (P= 15, 20 and 30)mm with constant circular cross section(a=1mm), secondly with different cross section (circular and square) at constant pitch 15mm, and thirdly with two different square wire thickness (a =1, 2) mm at constant pitch 15mm. The numerical analysis was carried out to simulate the flow and heat transfer in a helical coil tube with wire coil insert at pitch (15mm) with different flow rates by using ANSYS FLUENT package 14.0. The experimental results showed that the use of tubular leads to a considerable increase in heat transfer and friction loss over those of a smooth coiled tube. The Nusselt number increases with the increasing of Dean number and the reduction in pitch for wire coils. The coiled square wire provides higher heat transfer than the circular one under the same conditions. A new empirical correlations have been developed to predict Nusselt number of the helical coil heat exchanger. Also the comparisons between numerical and experimental results show good agreement.

في البحث الحالي دراسة عددية وعملية لتقييم اداء مبادل حراري ذو انبوب حلزوني بداخله سلك حلزوني شبيهه بالنابض كأداة محسنة لانتقال الحرارة ومقارنة أداؤها في الأنابيب مع الأنابيب الملساء. شمل العمل التجريبي تصميم سلك ملفوف وضع داخل أنبوب حلزوني موضوع بشكل عمودي تم دراسة تأثير أبعاد مولد الدوامات على انتقال الحرارة ومعامل الاحتكاك ضمن رقم دين (700 -2000) .تم اجراء الاختبارات عند متغيرات عديدة للسلك الحلزوني(مولد الدوامات),اولا عند استخدام سلك ذو مقطع دائري بثلاثة ابعاد مختلفة من الخطوة (15و20و30 p=)ملم, ثانيا عند استخدام سلك بمقطعين (دائري ومربع)لخطوة ثابتة(p=15mm)وثالثا عند استخدام سلك ذو مفطع مربع بطول ضلع a=1,2mm))لخطوة ثابتة قدرها((p=15mm.تضمن الجانب العددي نمذجة لسلوك الجريان وانتقال الحرارة للمبادل الحراري باستخدام برنامج حاسوبيANSYS FLUENT 14))لتحديد تأثير السلك الحلزوني بخطوة ثابتة ((P=15mm أظهرت النتائج التجريبية أن استخدام مولدات الدوامة يؤدي إلى زيادة كبيرة في نقل الحرارة وفقدان الاحتكاك اكثر من تلك أنبوب الحلزوني الاملس . يزداد عدد نسلت مع زيادة عدد دين ونقصان الخطوة للسلك الحلزوني. لقد بينت المقارنة بين النتائج العملية والنظرية حصول تطابق جيد بينهما. طورت معادلة تجريبية لتوقع عدد ناسلت لأنبوب حلزوني مع إضافة السلك الحلزوني بالداخل.


Article
Dynamics and Control of Heat Exchanger Networks
السلوك الديناميكي و السيطرة على شبكة المبادلات الحرارية

Authors: Duraid Fadhil Ahmed --- Cizan A. Ali
Journal: Engineering and Technology Journal مجلة الهندسة والتكنولوجيا ISSN: 16816900 24120758 Year: 2014 Volume: 32 Issue: 2 Part (A) Engineering Pages: 465-480
Publisher: University of Technology الجامعة التكنولوجية

Loading...
Loading...
Abstract

In this paper dynamics of plate heat exchanger networks is given by combining dynamic models of plate heat exchangers in the network. A mathematical model for plate heat exchanger is developed based on energy balance. Dynamic simulation of plate heat exchanger networks to different step changes in flow rate of both process fluid and utility fluid is conducted using MATLAB simulink. Plate heat exchanger networks has been controlled using split range control method with two manipulated variables which are process fluid and utility fluid. The simulation results showed that split range controller is the best action and gives better response compared with conventional controller.

تم في البحث الحصول على النموذج الديناميكي لشبكة المبادلات الحرارية الصفائحية من خلال الجمع بين النموذج الديناميكي لمبادلات الحرارية الصفائحية الموجودة في الشبكة. تم تطوير نموذج رياضي لمبادل الحراري الصفائحي بالاعتماد على موازنة الطاقة. أجريت محاكاة ديناميكية لشبكة المبادلات الحرارية الصفائحية باستخدام برنامج ماتلاب من خلال اجراء اضطراب درجي في معدل الجريان لمائعي العملية والخدمات. تمت السيطرة على شبكة المبادلات الحرارية الصفائحية باستخدام مسيطر المدى المنفصل ذو متغيرين للمعالجة و أظهرت نتائج المحاكاة بأن مسيطر المدى المنفصل هو أفضل أداء وأعطت استجابة جيدة مقارنة مع المسيطر التقليدي.


Article
Performance Evaluation of Three Phase Spray Direct Contact Heat Exchanger

Loading...
Loading...
Abstract

The present investigation deals with experimental study of three-phase direct-contact heat exchanger, for water-Freon R11 system, where water is the continuous phase (liquid) and Freon R11 (liquid-gas) is the dispersed phase. The test section consisted of a cylindrical Perspex column with inner diameter 8cm and 1.2m long, in which, water was to be confined. Liquid Freon R11 drops were injected into the hot water filled column, through a special design of distributors at the bottom of the column. The liquid Freon R11 drops rose on their way up and evaporated into two-phase bubbles at atmospheric pressure. The study was devoted to express the effect of process variables such as column height, Freon R11 mass flow rate and initial temperature of water on the average percentage holdup, heat transfer rate, volumetric heat transfer coefficient and effectiveness. The obtained experimental results showed that the average percentage holdup increased with increasing in the process variables. The heat transfer rate increased clearly with increasing in mass flow rate of Freon R11 while it increased very little when column height and initial temperature of water increased, it increased two times when increase the mass flow rate from 1.8 to 5.4 kg/hr. The volumetric heat transfer coefficient was found to decrease with increasing in column height and initial temperature of water, while it was increased with increasing in mass flow rate of Freon R11. The effectiveness was found to increase (maximum 90%) with increasing in column height and decreasing in the mass flow rate of Freon R11 and initial temperature of water. A statistical analysis was performed to get general correlations for the average percentage holdup, heat transfer rate, volumetric heat transfer coefficient and effectiveness as a function of the studied parameters


Article
Application of Earth Tube Heat Exchanger and Solar Chimney for Natural Cooling System in Basrah City

Authors: Salman H. Hammadi --- Alaa Hlaichi Mohammed
Journal: Basrah Journal for Engineering Science مجلة البصرة للعلوم الهندسية ISSN: Print: 18146120; Online: 23118385 Year: 2014 Volume: 14 Issue: 2 Pages: 23-32
Publisher: Basrah University جامعة البصرة

Loading...
Loading...
Abstract

Solar chimney (SC) together with earth to air heat exchanger (EAHE) is being employed as a low-energy consuming technique to remove undesirable interior heat from a building in the hot seasons. A numerical program "FLUENT 6.3 code" of an earth to air heat exchanger (EAHE) is studied for predicting the outlet air temperature and cooling potential of these devices in Basrah climate. Theoretical analyses have been conducted in order to investigate the ventilation in a solar chimney. The investigation into the viability of Low Energy Earth Pipe Cooling Technology in providing thermal comfort in Basrah. The demand for air-conditioning in buildings in Basrah affects the country escalating energy consumption. Therefore, this investigation was intended to seek for an alternative passive cooling to air-conditioning. The passive technology, where the ground was used as a heat sink to produce cooler air, has not been investigated systematically in hot and humid countries. A sub-soil temperature model adapted for the specific conditions in Basrah is presented and its output compared with CFD modeling. The results have shown that the potential of Earth Pipe is providing lower output temperature of air inlet to the room. We found that the resulting temperature at the buried pipe outlet decreases with increasing pipe length, decreasing pipe diameter, decreasing mass flow rate of flowing air in the pipe and increasing depths up to 4m.


Article
Thermal Characterization of Turbulent Flow in a Tube With Discrete Coiled Wire Insert
التوصيف الحراري لجريان مضطرب بأنبوب مزود بسلك ملفوف متقطع كأداة حشر

Author: Ibtisam Ahmed Hasan Salih ابتسام احمد حسن صالح
Journal: Journal of Engineering and Sustainable Development مجلة الهندسة والتنمية المستدامة ISSN: 25200917 Year: 2014 Volume: 18 Issue: 6 Pages: 126-143
Publisher: Al-Mustansyriah University الجامعة المستنصرية

Loading...
Loading...
Abstract

The present study aims to investigate the effect of adding discrete coiled wire to enhance the heat transfer in heat exchanger. The coiled wire used in experiments were made from steel circular cross section wire with (b = 4 mm) diameter. The outer coil wire's diameter was (B=36.5 mm) and length after been winding is (l = 100 mm), the discrete distribution of coil wires, by different spacing (S) between them with (S/l = 0.22 ,0.57 &1.2) ,which require to distribute 10, 8 & 6 coiled wires along test section respectively, were considered in the experimental study . The experiments have been carried at constant heat flux rate and different flow rates of air that started from (Re=6000) and increased gradually to reach the following Re. (7500, 9000, 10500, 12000 and 13500). The results show that the use of the S/l=0.57 results in the augmentation of pressure loss around 33.2% higher than that of the S/l=0. In addition, it can be found that for using coiled wire turbulator with spacing ratios(0, 0.22, 0.57,& 1.2 ), the improvement of average heat transfer rate is, respectively, about 112%, 119.3%, 141.3%&132% higher than those the plain tube while the friction factor is 300%,392% ,432%, and 322% times of the plain tube.

يهدف البحث لدراسة تأثير إضافة ملفات متقطعه لتحسين انتقال الحرارة في المبادل الحراري. الملف المستخدم في التجارب مصنوع من مادة الستيل دائري المقطع قطره (b=4 mm) . القطر الخارجي للملف كان (B=36.5 mm) وطوله بعد اللف هو (l=100 mm), توزيع التقطيع للملف بفراغات (S) بـ ((S/l = 0.22 ,0.57 &1.2, والتي تتطلب توزيع 10, 8 و6 ملفات على طول جزء الاختبار تباعاً, كما هو مفروض في الدراسة العملية. التجارب أُجريت عند معدل ثابت للفيض الحراري وبمعدلات مختلفة لجريان الهواء ابتداء من (6000Re=) وتتزايد بشكل تصاعدي لتصلRe كالتالي (7500, 9000, 10500, 12000 و 13500). النتائج أظهرت أن استخدام s/l= 0.57 النتائج تزيد من خسائر الضغط بنسبة 33.2% أعلى من S/l= 0. بالإضافة , يمكن أن يوجد أن استخدام ملف الحشر بنسب فراغية (0, 0.22, 0.57 و1.2) معدل تحسين انتقال الحرارة يكون بالتتابع 112%, 119.3%, 141.3 و132% أو هو أعلى من قيمته في الأنبوب الأملس بينما معامل الاحتكاك يزداد بمقدار 300%, 392%, 432% و 322% مما هو علية في الأنبوب الأملس.

Listing 1 - 8 of 8
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (8)


Language

Arabic and English (5)

English (3)


Year
From To Submit

2014 (8)