research centers


Search results: Found 6

Listing 1 - 6 of 6
Sort by

Article
Thermal Characteristics of Closed Wet Cooling Tower Using Different Heat Exchanger Tubes Arrangement
الخصائص الحرارية لبرج تبريد رطب مغلق باستخدام ترتيب مختلف لانابيب المبادل الحراري

Authors: Qasim Saleh Mahdi قاسم صالح مهدي --- Hayder Mohammed Jaffal حيدر محمد جفال
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2016 Volume: 22 Issue: 1 Pages: 140-158
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

This paper presents thermal characteristics analysis of a modified Closed Wet Cooling Tower (CWCT) based on heat and mass transfer principles to improve the performance of this tower in Iraq. A prototype of CWCT optimized by added packing was designed, manufactured and tested for cooling capacity of 9 kW. Experiments are conducted to explore the effects of various operational and conformational parameters on the thermal performance. In the test section, spray water temperature and both dry bulb temperature and relative humidity of the air measured at intermediate points of the heat exchanger and packing. Heat exchangers consist of four rows and eight columns for an inline tubes arrangement and six rows and five columns for staggered tubes arrangement. According to experimental data, the inline tubes arrangement has a better thermal performance than the staggered tubes arrangement. The inline tubes arrangement enhanced thermal efficiency more than (7%) compared to the staggered tubes arrangement. Furthermore the effect of added packing to CWCT on thermal performance was significant compared to CWCT without packing. Comparing CWCT with packing, it has been observed that the best performance for the CWCT with packing under heat exchanger. It can be watched that the thermal efficiency for CWCT with packing under heat exchanger and CWCT with packing above heat exchanger approximately (28%) and (16%) higher than that CWCT without packing respectively. This study provides correlations to predict heat and mass transfer considering the influences of operational parameters for both inline and staggered heat exchanger tubes arrangement.

يتناول هذا البحث تحليل الخصائص الحرارية لبرج تبريد مغلق مطوّر وفقاً لمبادئ انتقال الحرارة والكتلة لتحسين أداء هذا البرج في العراق. تم تصميم وتصنيع واختبار نموذج لبرج تبريد رطب مغلق مطوّر بإضافة الحشوات لسعة تبريد (9kW) . أجريت التجارب لبيان تأثيرات المعاملات التشغيلية والتصميمة على الأداء الحراري للبرج. في مقطع الاختبار تم قياس درجة حرارة ماء الرش وكلاً من درجة الحرارة الجافة والرطوبة النسبية للهواء في نقاط متوسطة للمبادل الحراري والحشوة . المبادل الحراري يتكون من أربعة صفوف وثمانية أعمدة للترتيب المتتالي للأنابيب و ستة صفوف وخمسة أعمدة للترتيب المتعاقب للأنابيب.أوضحت النتائج المستحصلة إن الأداء الأفضل للمبادل الحراري هو عند ترتيب الأنابيب المتتالي مقارنة بالترتيب المتعاقب .الترتيب المتتالي للأنابيب يحسن الكفاءة الحرارية بمقدار يزيد على (7%) مقارنة مع الترتيب المتعاقب. علاوة على ذلك فان إضافة الحشوة إلى البرج المغلق له تأثير فعّال على الأداء الحراري للبرج .مقارنة مع برج التبريد المغلق بوجود الحشوة لوحظ أن افضل أداء في حالة إضافة الحشوة اسفل المبادل الحراري .لوحظ إن الكفاءة الحرارية عند إضافة الحشوة اسفل واعلى المبادل الحراري بأفضية تصل إلى نسبة (40%) و(25%) مقارنة مع برج التبريد المغلق بدون إضافة الحشوة على التوالي . زودت هذه الدراسة عدد من العلاقات التجريبية للتنبؤ بمعاملي انتقال الحرارة والكتلة بدلالة للمتغيرات التشغيلية للترتيب المتتالي والمتعاقب لأنابيب المبادل الحراري .


Article
Experimental Investigation for the Thermal performance of Modified Closed Wet Cooling Tower
التحقيق العملي للأداء الحراري على برج تبريد رطب مغلق مطوّر

Authors: Qasim Saleh Mahdi قاسم صالح مهدي --- Hayder Mohammad Jaffal حيدر محمد جفال
Journal: AL-NAHRAIN JOURNAL FOR ENGINEERING SCIENCES مجلة النهرين للعلوم الهندسية ISSN: 25219154 / eISSN 25219162 Year: 2016 Volume: 19 Issue: 2 Pages: 310-326
Publisher: Al-Nahrain University جامعة النهرين

Loading...
Loading...
Abstract

Researchers and designers keenly seek to improve the performance of cooling towers because of the extensive impact on the work and efficiency of the systems concerned to these towers. For this purpose, a Closed Wet Cooling Tower (CWCT) modified with added packing was designed, manufactured and tested for cooling capacity of 9 kW in Iraq. A series of experiments was carried out at different operational and conformational parameters. Operational parameters demonstrate: air flow rate, spray water flow rate, cooling water flow rate, inlet cooling water temperature and inlet air wet bulb temperature. Conformational parameters indicate: height of packing used and location of packing. The results showed a significant performance improvement when using packing with CWCT under the heat exchanger and above the heat exchanger as compared to CWCT. Empirical correlations are obtained to predict water film heat transfer coefficient and air-water mass transfer coefficient considering the influences of operational parameters.

يحرص الباحثون والمصممون على رفع كفاءة أبراج التبريد لما لذلك من تأثير كبير على عمل وأداء المنظومات المرتبطة بهذه المنظومات. لهذا السبب تم تصميم وتصنيع واختبار برج تبريد رطب مغلق مطوّر بإضافة الحشوات بقدرة تبريد (9kW) في العراق . سلسة من التجارب تم اعتمادها لمتغيرات تشغيلية وتصميمة مختلفة . المتغيرات التشغيلية شملت: معدل تدفق الهواء ,معدل تدفقات ماء الرش و ماء التبريد , درجة حرارة الدخول لماء التبريد ودرجة حرارة الهواء الرطبة.أما المتغيرات التصميمة فهي استخدام أطوال مختلفة للحشوة لمواقع متغيرة . وضحت النتائج تحسين ملموس للأداء الحراري عند إضاقة الحشوة إلى البرج المغلق اسفل واعلى المبادل الحراري بالمقارنة مع برج التبريد المغلق بدون استخدام الحشوات. تم استنباط عدد من العلاقات التجريبية للتنبؤ بمعاملي انتقال الحرارة والكتلة بدلالة للمتغيرات التشغيلية.


Article
Energy and Exergy Analysis on Modified Closed Wet Cooling Tower in Iraq
تحليل الطاقة والطاقة المتاحة على برج تبريد رطب مغلق مطوّر في العراق

Authors: Hayder Mohammad Jaffal حيدر محمد جفال --- Qasim Saleh Mahdi قاسم صالح مهدي
Journal: Al-Khwarizmi Engineering Journal مجلة الخوارزمي الهندسية ISSN: 18181171 23120789 Year: 2016 Volume: 12 Issue: 2 Pages: 45-59
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

The present study involves experimental analysis of the modified Closed Wet Cooling Tower (CWCT) based on first and second law of thermodynamics, to gain a deeper knowledge in this important field of engineering in Iraq. For this purpose, a prototype of CWCT optimized by added packing under a heat exchanger was designed, manufactured and tested for cooling capacity of 9 kW. Experiments are conducted to explore the effects of various operational and conformational parameters on the towers thermal performance. In the test section, spray water temperature and both dry bulb temperature and relative humidity of air measured at intermediate points of the heat exchanger and packing. Exergy of water and air were calculated by applying the exergy destruction method on the cooling tower. Experimental results showed a significant performance improvement when using packing on the CWCT. It can be observed that the thermal efficiency for the CWCT with packing under a heat exchanger and CWCT with packing above the heat exchanger are approximately 40% and 25% higher than that of the CWCT without packing respectively. As another part of the experiment results, it is indicated that the exergy destruction is directly proportional to air flow rate, cooling water flow rate, inlet cooling water flow rate and inlet Air Wet Bulb Temperature (AWBT) whereas, it is inversely proportional with spray water flow rate. In comparison with the cooling capacity of the tower, it was found that the exergy destruction approximately less than 20%. Exergy efficiency behavior is inversely proportional with the behavior of the exergy destruction. Empirical correlations are obtained to predict water film heat transfer coefficient and air-water mass transfer coefficient considering the influences of operational parameters.

تتضمن هذه الدراسة تحليلاً عملياً لبرج تبريد رطب مغلق مطور على فق قانوني الديناميك الحرارية الأول والثاني من أجل زيادة المعرفة في هذا الحقْل الهندسي المهم في العراق. لهذا الغرض صمم وصنع واختبر انموذج مطوّر لبرج تبريد مغلق رطب بإضافة حشوات لسعة تبريد (9 كيلو واط). أجريت التجارب لتوضيح تأثيرات المعاملات التشغيلية والتصميمة على الأداء الحراري للبرج. في مقطع الاختبار ودرجة حرارة ماء الرش وكل من درجة الحرارة الجافة والرطوبة النسبية للهواء التي تم قياسها في نقاط متوسطة للمبادل الحراري والحشوة .الطاقة المتاحة للماء والهواء تم حسابها بتطبيق طريقة تحطيم الطاقة المتاحة على برج التبريد. إن النتائج التجريبية وضحت تحسيناً ملموساً للأداء الحراري عند إضافة الحشوة إلى البرج المغلق. وتم ملاحظة الأداء الأفضل عند إضافة الحشوة اسفل المبادل الحراري على الرغم من كبر ضياع الطاقة المتاحة لهذه الحالة. وجد أن الكفاءة الحرارية عند إضافة الحشوة اسفل واعلى المبادل الحراري بأفضية تصل إلى نسبة 40% و25% مقارنة مع برج التبريد المغلق بدون إضافة الحشوة على التوالي. لوحظ كذلك أن الطاقة المتاحة المحطمة تتناسب تناسباً مباشراً مع تدفق الهواء تدفق ماء التبريد ,درجة حرارة الدخول لماء التبريد ودرجة حرارة الهواء الرطبة الداخلة للهواء بينما تتناسب تناسبا عكسياً مع معدل تدفق ماء الرش. سلوك كفاء الطاقة المتاحة معاكس لسلوك ضياع الطاقة المتاحة. بالمقارنة مع سعة التبريد للبرج ووجد أن الطاقة المتاحة المحطمة تشكل نسبة اقل من 20%. تم استنتاج عدد من العلاقات التجريبية للتبوء بمعاملي انتقال الحرارة والكتلة بدلالة المتغيرات التشغيلية.


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 - 6 of 6
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (6)


Language

Arabic and English (4)

English (2)


Year
From To Submit

2016 (3)

2014 (3)