research centers


Search results: Found 1

Listing 1 - 1 of 1
Sort by

Article
Numerical And Experimental Investigation Of Steam Film Condensation On A Vertical Tube

Authors: Luma F. Ali --- Wail S. Sarsam
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2010 Volume: 16 Issue: 4 Pages: 6143 -6163
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

Film condensation of steam on a vertical tube is investigated numerically and experimentally, in the present work. A mathematical model was set based on the basic conservation laws of mass and energy, Nusselts analysis of film condensation, and empirical equations available in the literature. Then, a simulation program in FORTRAN language was developed which simulates the film condensation of steam on a vertical tube. A complete steam tables subprogram was also developed and incorporated with the main program. The experimental work was carried out using a steam condensation test bench. The inlet and outlet cooling water temperatures, steam temperature and pressure, tube surface temperature at center, and cooling water flow rate are recorded during each experimental test run. The inlet cooling water temperature, steam temperature, and cooling water flow rate are used as an input for the numerical program, then the program calculates tube surface temperature distribution, cooling water temperature distribution, local heat transfer rate, local condensation heat transfer coefficient, condensate boundary layer thickness distribution, total heat transfer rate, and average condensation heat transfer coefficient. The effect of various parameters on the condensation heat transfer coefficient, such as steam temperature, steam-surface temperature difference, and the presence of non-condensable gas were investigated and reported graphically. It was found that increasing (steam-surface) temperature difference while keeping the steam temperature constant results in an increase in condensate boundary layer thickness, which in turn causes a decrease in condensation heat transfer coefficient. On the other hand, increasing steam temperature and keeping the (steam-surface) temperature difference constant leads to an increase in condensation heat transfer coefficient. In addition, the presence of non-condensable gas with different concentrations was also investigated and it was shown that it causes a noticeable reduction in the average condensation heat transfer coefficient. An equation for calculating average condensation heat transfer coefficient on a vertical tube was also developed. The experimental data obtained from the test runs were compared with numerical results and showed good agreement. Thus, it can be concluded that the present computational program is suitable for simulating steam condensation on a vertical tube.

تمت دراسة تكثف بخار الماء الغشائي على انبوب عمودي، عدديآ وعمليآ، في البحث الحالي. تم وضع النموذج الرياضي بالاستناد الى قوانين الحفظ الأساسية للكتلة والطاقة وباستعمال معادلات تجريبية متوفرة في الأدبيات المنشورة. تم اعداد نموذج رياضي مستند على قوانين الحفظ الأساسية للكتلة والطاقة، تحليل نسلت للتكثف الغشائي، ومعادلات تجريبية متوفرة في الأدبيات المنشورة. ومن ثم اعداد برنامج محاكاة بلغة الفورتران لنمذجة تكثف بخار الماء الغشائي على إنبوب عمودي. كذلك تم بناء برنامج فرعي لحساب خواص بخار الماء ودمجه مع البرنامج الرئيسي. العمل التجريبي نفذ باستعمال منصة إختبار تكثف بخار الماء. إن درجتي حرارة الدخول والخروج لماء التبريد, درجة حرارة وضغط بخار الماء، درجة حرارة إلانبوب السطحيّة في المركز، و نسبة تدفق ماء التبريد قد سجلت أثناء كل تشغيل إختباري عملي. لقد تم استخدام كل من درجة حرارة الدخول لماء التبريد، درجة حرارة بخار الماء، ونسبة تدفق ماء التبريد كمدخلات للبرنامج العددي، ثم يقوم البرنامج بحساب توزيع درجة حرارة سطح الإنبوب ، توزيع درجة حرارة ماء التبريد، معدل انتقال الحرارة الموضعي، معامل انتقال الحرارة الموضعي بالتكثف, توزيع سمك طبقة السائل المتكثف المتاخمة، معدل انتقال الحرارة الكلي، ومعامل انتقال الحرارة المتوسط بالتكثف. تمت دراسة تأثير العوامل المختلفة على معامل انتقال الحرارة بالتكثف، مثل درجة حرارة البخار، الإختلاف بدرجة الحرارة بين بخار الماء و سطح الانبوب، وكذلك وجود غاز غير قابل للتكثف. لقد وجد ان زيادة الإختلاف بدرجة الحرارة بين بخار الماء و سطح الانبوب مع بقاء درجة حرارة البخار ثابتة يؤدي الى زيادة في سمك طبقة السائل المتكثف المتاخمة، والتي تسبب بدورها نقصان في معامل نقل الحرارة بالتكثف. من الناحية الأخرى، زيادة درجة حرارة بخار الماء وبقاء الإختلاف بدرجة الحرارة بين بخار الماء و سطح الانبوب ثابتآ يؤدي إلى زيادة في معامل انتقال الحرارة بالتكثف. بالإضافة الى ذلك، تاثير وجود غاز غير قابل للتكثف بنسب مختلفة قد درس أيضا ووجد بأنّه يسبب تخفيض ملحوظ في معامل انتقال الحرارة بالتكثف. تم كذلك اعداد معادلة لحساب معامل انتقال الحرارة بالتكثف على انبوب عمودي. البيانات التجريبية التي تم الحصول عليها من التجارب العملية قورنت بنتائج البرنامج العددية وتم الحصول على توافق جيد بينهما. وبهذا، يمكن الاستنتاج بأن البرنامج الحسابي الحالي مناسب لنمذجة تكثف بخار الماء على إنبوب عمودي.

Listing 1 - 1 of 1
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (1)


Language

English (1)


Year
From To Submit

2010 (1)