research centers


Search results: Found 3

Listing 1 - 3 of 3
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
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.

Listing 1 - 3 of 3
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (3)


Language

Arabic and English (3)


Year
From To Submit

2014 (3)