Ters kavisli kesite sahip bükümlü bantların termohidrolik performansları

Müslüme Köşker; Fuat Yılmaz

doi:10.24012/dumf.489658

Ters kavisli kesite sahip bükümlü bantların termohidrolik performansları

Öz

Dairesel bir tüp içindeki ters kavisli kesitli bükülmüş bantların, ısı transferi, basınç düşüşü ve performans değerlendirme kriterleri (PDK) üzerindeki etkileri ANSYS Fluent v18 yazılımı kullanılarak sayısal olarak incelenmiştir. Analizler, üç farklı ters kavis çapının boru çapına oranını (0.872, 0.647 ve 0.554) ve iki farklı büküm oranını (3.0 ve 4.0) içermektedir. Çözümlemeler 5800 ila 30000 Reynolds sayısı aralığında hava kullanılarak gerçekleştirilmiştir Dış boru duvarına sabit ısı akışı uygulanmıştır. Sonuçlar, ısı transfer performansının büyük ölçüde bükümlü bant geometrisine bağlı olduğunu göstermiştir. Ters kavisli kesite sahip bükülmüş bandın Nusselt sayısı %0 ila %85 aralığında ve sürtünme faktörü %123 ila %238 aralığında düz borudan daha yüksek bulunmuştur. Ters kavisli bükülmüş bandın PDK değeri çalışılan Reynolds sayısı aralığında 0.75 ile 1.23 arasında bulunmuştur. En yüksek PDK değeri, maksimum çap oranı ve minimum büküm oranı için 5849 Reynolds sayısında 1.23 olarak hesaplanmıştır. Ters kavisli bükümlü bant ile teçhiz edilmiş tüpün Nusselt sayısı, sürtünme faktörü ve PDK'sı için istatistiksel korelasyonlar geliştirilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Ters kavisli bükümlü bant,ısı transferinin iyileştirmesi,ısıl verim,sayısal analiz

Kaynakça

Cengel, Y.A., Ghajar, A., (2015). Heat and mass transfer: Fundamentals & Applications, 5th ed. McGraw-Hill Education
Chokphoemphun, S., Pimsarn, M., Thianpong, C., Promvonge, P., (2015). Thermal performance of tubular heat exchanger with multiple twisted-tape inserts. Chinese Journal of Chemical Engineering 23, 755-762.
Dewan, A., Mahanta, P., Raju, K.S., Kumar, P.S., (2004). Review of passive heat transfer augmentation techniques. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Journal of Power and Energy 218, 509-527.
Eiamsa-Ard, S., Nivesrangsan, P., Chokphoemphun, S., Promvonge, P., (2010a). Influence of combined non-uniform wire coil and twisted tape inserts on thermal performance characteristics. International Communications in Heat and Mass Transfer 37, 850-856.
Eiamsa-ard, S., Seemawute, P., (2012). Decaying swirl flow in round tubes with short-length twisted tapes. International Communications in Heat and Mass Transfer 39, 649-656.
Eiamsa-Ard, S., Thianpong, C., Eiamsa-Ard, P., Promvonge, P., (2009a). Convective heat transfer in a circular tube with short-length twisted tape insert. International communications in heat and mass transfer 36, 365-371.
Eiamsa-Ard, S., Thianpong, C., Eiamsa-Ard, P., Promvonge, P., (2010b). Thermal characteristics in a heat exchanger tube fitted with dual twisted tape elements in tandem. International Communications in Heat and Mass Transfer 37, 39-46.
Eiamsa-Ard, S., Wongcharee, K., Eiamsa-Ard, P., Thianpong, C., (2010c). Thermohydraulic investigation of turbulent flow through a round tube equipped with twisted tapes consisting of centre wings and alternate-axes. Experimental Thermal and Fluid Science 34, 1151-1161.

Eiamsa-Ard, S., Wongcharee, K., Sripattanapipat, S., (2009b). 3-D Numerical simulation of swirling flow and convective heat transfer in a circular tube induced by means of loose-fit twisted tapes. International Communications in Heat and Mass Transfer 36, 947-955.
Garg, M., Nautiyal, H., Khurana, S., Shukla, M., (2016). Heat transfer augmentation using twisted tape inserts: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews 63, 193-225.
Gnielinski, V., (1976). New equations for heat and mass transfer in turbulent pipe and channel flow. Int. Chem. Eng. 16, 359-368.
Guo, J., Fan, A., Zhang, X., Liu, W., (2011). A numerical study on heat transfer and friction factor characteristics of laminar flow in a circular tube fitted with center-cleared twisted tape. International Journal of Thermal Sciences 50, 1263-1270.
Hasanpour, A., Farhadi, M., Sedighi, K., (2014). A review study on twisted tape inserts on turbulent flow heat exchangers: The overall enhancement ratio criteria. International communications in heat and mass transfer 55, 53-62.
Kumar, A., Prasad, B., (2000). Investigation of twisted tape inserted solar water heaters—heat transfer, friction factor and thermal performance results. Renewable energy 19, 379-398.
Liu, S., Sakr, M., (2013). A comprehensive review on passive heat transfer enhancements in pipe exchangers. Renewable and sustainable energy reviews 19, 64-81.
Murugesan, P., Mayilsamy, K., Suresh, S., (2010). Heat transfer and friction factor studies in a circular tube fitted with twisted tape consisting of wire-nails. Chinese Journal of Chemical Engineering 18, 1038-1042.
Noothong, W., Eiamsa-Ard, S., Promvonge, P., (2006). Effect of twisted-tape inserts on heat transfer in a tube, The 2nd joint international conference on “sustainable energy and environment (see 2006), pp. 21-23.
Petukhov, B., (1970). Heat transfer and friction in turbulent pipe flow with variable physical properties, Advances in heat transfer. Elsevier, pp. 503-564.
Piriyarungrod, N., Eiamsa-Ard, S., Thianpong, C., Pimsarn, M., Nanan, K., (2015). Heat transfer enhancement by tapered twisted tape inserts. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification 96, 62-71.
Promvonge, P., (2008). Thermal augmentation in circular tube with twisted tape and wire coil turbulators. Energy Conversion and Management 49, 2949-2955.
Rahimi, M., Shabanian, S.R., Alsairafi, A.A., (2009). Experimental and CFD studies on heat transfer and friction factor characteristics of a tube equipped with modified twisted tape inserts. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification 48, 762-770.
Saysroy, A., Eiamsa-ard, S., (2017). Periodically fully-developed heat and fluid flow behaviors in a turbulent tube flow with square-cut twisted tape inserts. Applied Thermal Engineering 112, 895-910.
Sheikholeslami, M., Gorji-Bandpy, M., Ganji, D.D., (2015). Review of heat transfer enhancement methods: Focus on passive methods using swirl flow devices. Renewable and Sustainable Energy Reviews 49, 444-469.
Sivashanmugam, P., Suresh, S., (2006). Experimental studies on heat transfer and friction factor characteristics of laminar flow through a circular tube fitted with helical screw-tape inserts. Applied Thermal Engineering 26, 1990-1997.
Thianpong, C., Eiamsa-Ard, P., Wongcharee, K., Eiamsa-Ard, S., (2009). Compound heat transfer enhancement of a dimpled tube with a twisted tape swirl generator. International Communications in Heat and Mass Transfer 36, 698-704.
Wongcharee, K., Eiamsa-Ard, S., (2011). Heat transfer enhancement by twisted tapes with alternate-axes and triangular, rectangular and trapezoidal wings. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification 50, 211-219.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

-

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Müslüme Köşker Bu kişi benim
0000-0002-1005-5289
Türkiye

Fuat Yılmaz ^*
Türkiye

Yayımlanma Tarihi

27 Mart 2020

Gönderilme Tarihi

29 Kasım 2018

Kabul Tarihi

8 Ocak 2019

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2020 Cilt: 11 Sayı: 1

DOI

https://doi.org/10.24012/dumf.489658

IZ

https://izlik.org/JA92XZ69DL

Kaynak Göster

RIS / Bibtex

APA

Köşker, M., & Yılmaz, F. (2020). Ters kavisli kesite sahip bükümlü bantların termohidrolik performansları. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 11(1), 183-192. https://doi.org/10.24012/dumf.489658

AMA

1.Köşker M, Yılmaz F. Ters kavisli kesite sahip bükümlü bantların termohidrolik performansları. DÜMF MD. 2020;11(1):183-192. doi:10.24012/dumf.489658

Chicago

Köşker, Müslüme, ve Fuat Yılmaz. 2020. “Ters kavisli kesite sahip bükümlü bantların termohidrolik performansları”. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi 11 (1): 183-92. https://doi.org/10.24012/dumf.489658.

EndNote

Köşker M, Yılmaz F (01 Mart 2020) Ters kavisli kesite sahip bükümlü bantların termohidrolik performansları. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi 11 1 183–192.

IEEE

[1]M. Köşker ve F. Yılmaz, “Ters kavisli kesite sahip bükümlü bantların termohidrolik performansları”, DÜMF MD, c. 11, sy 1, ss. 183–192, Mar. 2020, doi: 10.24012/dumf.489658.

ISNAD

Köşker, Müslüme - Yılmaz, Fuat. “Ters kavisli kesite sahip bükümlü bantların termohidrolik performansları”. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi 11/1 (01 Mart 2020): 183-192. https://doi.org/10.24012/dumf.489658.

JAMA

1.Köşker M, Yılmaz F. Ters kavisli kesite sahip bükümlü bantların termohidrolik performansları. DÜMF MD. 2020;11:183–192.

MLA

Köşker, Müslüme, ve Fuat Yılmaz. “Ters kavisli kesite sahip bükümlü bantların termohidrolik performansları”. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, c. 11, sy 1, Mart 2020, ss. 183-92, doi:10.24012/dumf.489658.

Vancouver

1.Müslüme Köşker, Fuat Yılmaz. Ters kavisli kesite sahip bükümlü bantların termohidrolik performansları. DÜMF MD. 01 Mart 2020;11(1):183-92. doi:10.24012/dumf.489658

Cited By

Thermo-hydraulic Performance Investigation of Twisted Tapes Having Teardrop-Shaped Dimple-Protrusion Patterns

Chemical Engineering and Processing - Process Intensification

https://doi.org/10.1016/j.cep.2021.108593

Heat transfer augmentation using periodically spherical dimple-protrusion patterned walls of twisted tape

International Journal of Thermal Sciences

https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2021.107211

Numerical Investigation and Machine Learning-Based Prediction of the Effect of Using Ring Turbulators on Heat Transfer Characteristics in a Counterflow Heat Exchanger

Recent Innovations in Chemical Engineering (Formerly Recent Patents on Chemical Engineering)

https://doi.org/10.2174/0124055204273603231004071130