KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi / 2012 / Cilt: 32 - Sayı: 2

Numerical investigation of heat transfer and flow in a twisted-shaped square duct

Bükülü kare kesitli kanal içinde ısı geçişinin ve akışın sayısal analizi

Nihal UĞURLUBİLEK
Sayfa
121–131
Yayın Tarihi
2022-10-18
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Bu durumda ikincil akış oluşturan bükülü tip kare kanalın ısı geçişini iyileştirebildiği söylenebilir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışmada, kendi ekseni etrafında burulmuş kare kesitli kanal boyunca türbülanslı akış ve ısı geçişi sayısal olarak incelenmiştir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Akışkan su kabul edilmiştir (Pr=2.45).
💡
Sonuç & Katkı:Bu durumda ikincil akış oluşturan bükülü tip kare kanalın ısı geçişini iyileştirebildiği söylenebilir.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Alan Parametreleri

Özet

Bu çalışmada, kendi ekseni etrafında burulmuş kare kesitli kanal boyunca türbülanslı akış ve ısı geçişi sayısal olarak incelenmiştir. Akışkan su kabul edilmiştir (Pr=2.45). Reynolds sayısı 10000 –120000 aralığında alınmıştır. Kare akış kesitinin kenarı, burulma açısı ve kanalın uzunluğu sırasıyla 0.01 m, $360^{o}$ ve 0.2 m alınmıştır. Navier-Stokes ve enerji denklemleri Simple algoritması ve türbülanslı akışta Standart k-epsilon modeli kullanılarak çözülmüştür. Korunum denklemlerinin sayısal çözümü için Fluent programı kullanılmıştır. Nusselt, sürtünme faktörü ve termal performans sonuçları sunulmuştur. Hesaplanan performans faktörüne göre, bükülü tip kare kanal için çalışılan tüm Reynolds sayılarında verim birden büyüktür. Bükülü tip kare kanalın Nusselt sayısında düz kare kanala göre 138%’ e varan fark edilir bir artış sağladığı görülmüştür ve termal performans olarak 1.3’ lük maksimum kazanım Re=10000’de elde edilmiştir. Bu durumda ikincil akış oluşturan bükülü tip kare kanalın ısı geçişini iyileştirebildiği söylenebilir.

Abstract

In this study, heat transfer and turbulent flow through a twisted-shaped duct with square cross-section has been numerically investigated. The working fluid is taken water (Pr = 2.45). The Reynolds number is chosen between 10000-120000. The edge size of square cross-section, the twist angle and the length of the channel are taken 0.01m, $360^{o}$ and 0.2 m, respectively. The Navier- Stokes and energy equations have been solved using Simple algorithm and Standart $k-{varepsilon}$formulation for turbulent flow regime. The governing equations are solved using the commercial code Fluent. The results of the Nusselt number, friction factor and thermal performance factor are presented. It was seen that calculated performance evaluation factor is more than unity in the studied Re numbers for the twisted square duct. It is found that the twisted square duct provides a considerable increase in Nusselt number to 138% over the smooth square duct and a maximum gain of 1.3 on thermal performance factor is obtained for the case of Re=10000.This indicates that the secondary flow occured via the twisted square duct can improve the heat transfer rate.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

UĞURLUBİLEK, N. (2022). Numerical investigation of heat transfer and flow in a twisted-shaped square duct. Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, Cilt: 32 - Sayı: 2, 121–131. https://ajindex.com/articles/542546

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (15)

  1. Asmantas, L.A., Nemira, M.A., Trilikauskas, V.V., Coefficients of heat transfer and hydraulic drag of a twisted oval tube, Heat Transfer-Soviet Research, 17 4, 103 -109, 1985.
  2. Berger, S.A., Talbot, L., Yao, L.S., Flow in a curved pipe, Annu. Rev. Fluid Mech., 15. 410–512, 1983.
  3. Berger, S.A., Flow and heat transfer in curved pipes and tbes, AIAA Paper, 91-0030, 1991.
  4. Bergles, A.E., Blumenkrantz, A.R., Taborek, J., Performance evaluation criteria for enhanced heat transfer surfaces, J. Heat Transf., 2, 239–243, 1974.
  5. Bergles, A.E., Enhancement of heat transfer, 6th Int. Heat Transfer Conf., Toronto, 89–108, 1978.
  6. Bishara, F., Jog, M.A., Manglik, R.M., Computational simulation of swirl enhanced fl ow and heat transfer in a twisted oval tube, Journal of Heat Transfer, 1318, 1 page, 2009.
  7. Bolinder, C.J., The effects of torsion on the bifurcation structure of laminar flow in a helical square duct, Trans. ASME J. Fluid Engrg., 117, 242–248, 1995.
  8. Chang, S. W., Yang, T. L., Liou, J. S., Heat transfer and pressure drop in tube with broken twisted tape insert, Experimental Thermal and Fluid Science, 32, 489–501, 2007.
  9. Chen, Y., Chen, H., Zhang, B., Hsieh, H. T., Fluid flow and convective heat transfer in a rotating helical square duct, International Journal of Thermal Sciences, 45 10, 1008–1020, 2006.
  10. Chen, W.H., Jan, R., The torsion effect on fully developed laminar flow in helical square channels, Trans. ASME J. Fluids Engrg., 98. 41–48, 1993. Chompookham,T., Thianpong, C., Kwankaomeng, S., Promvonge, P., Heat transfer augmentation in a wedgeribbed channel using winglet vortex generators, International Communications in Heat and Mass Transfer, 372 163–169, 2010.
  11. Dean, W.R., The streamline motion of fluid in a curved pipe, Philosophy Magazine, 5 673–695, 1928.
  12. Dittus, F. W., Boelter, L. M. K., Universty of California, Berkeley, Publication on Engineering, 2, 443, 1930.
  13. Dzyubenko, B.V., Yakimenko, R.I., Efficiency of heat transfer surfaces using the method of effective parameters, Heat Transfer Research 32 7, 8, 447- 454, 2001.
  14. Eiamsa-ard S., Seemawute P., Wongcharee K., Influences of peripherally-cut twisted tape insert on heat transfer and thermal performance characteristics in laminar and turbulent tube flows, Experimental Thermal and Fluid Science, 34, 711–719, 2010.
  15. Eiamsa-ard, S., Wongcharee, K., Eiamsa-ard, P., Thianpong, C., Heat transfer enhancement in a tube using delta-winglet twisted tape inserts, Applied Thermal Engineering, 30, 310–318, 2010. Fluent