Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu thực nghiệm về quá trình truyền nhiệt trong ống cuộn xoắn với dòng nước turbulent dao động
Tóm tắt
Trong nghiên cứu này, nhằm tăng cường tốc độ truyền nhiệt trong ống cuộn xoắn bằng phương pháp chủ động, một van bi quay đã được lắp đặt phía hạ lưu/thượng lưu của ống cuộn xoắn và được sử dụng như một bộ phát xung. Ảnh hưởng của sự dao động tới quá trình truyền nhiệt trong ống cuộn xoắn đã được khảo sát thực nghiệm. Nước lạnh được sử dụng làm chất lỏng làm việc bên trong ống cuộn, ống này được ngâm nằm ngang trong bể nước nóng. Nhiệt độ trung bình của bể nước nóng được giữ ổn định ở mức 60 °C để thiết lập một nhiệt độ đồng nhất. Tất cả các thí nghiệm cho cả hai vị trí bộ phát xung (dao động hạ lưu và thượng lưu) đều được thực hiện với biên độ dao động cố định. Số Reynolds nằm trong khoảng từ 6220 đến 16.300 trong khi tần số dao động thay đổi từ 0 đến 20 Hz. Có thể thấy rõ từ các kết quả truyền nhiệt rằng hệ số truyền nhiệt trung bình tổng quát đã được cải thiện lên đến 26% cho dòng chảy dao động so với dòng chảy ổn định mà không có dao động ở tất cả các tần số dao động. Cũng rõ ràng rằng hệ số truyền nhiệt trung bình tổng quát tương đối bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi số Reynolds. Cuối cùng, đã xác định rằng hệ số truyền nhiệt của dao động thượng lưu có kết quả truyền nhiệt tốt hơn so với những giá trị tương ứng của dao động hạ lưu trong phạm vi số Reynolds đã nghiên cứu.
Từ khóa
#truyền nhiệt #ống cuộn xoắn #dao động #dòng chảy turbulent #số ReynoldsTài liệu tham khảo
Bergles AE (1988) Some perspectives on enhanced heat transfer—second-generation heat transfer technology. J Heat Transfer 110:1082–1096
Bergles AE (1998) Techniques to enhance heat transfer. In: Rohsenow WM, Hartnett JP, Cho YI (eds) Handbook of heat transfer. McGraw-Hill, New York, pp 11.1–11.76
Vashisth S, Kumar V, Nigam KD (2008) A review on the potential applications of curved geometries in process industry. Ind Eng Chem Res 47:3291–3337
Kubair V, Kuloor N (1966) Heat transfer to Newtonian fluids in coiled pipes in laminar flow. Int J Heat Mass Transf 9:63–75
Naphon P, Suwagrai J (2007) Effect of curvature ratios on the heat transfer and flow developments in the horizontal spirally coiled tubes. Int J Heat Mass Transf 50:444–451
Ke Y, Pei-Qi G, Yan-Cai S, Hai-Tao M (2011) Numerical simulation on heat transfer characteristic of conical spiral tube bundle. Appl Therm Eng 31:284–292
Martinelli R, Boelter LMK, Weinberg E, Yakahi S (1943) Heat transfer to a fluid flowing periodically at low frequencies in a vertical tube. Trans ASME 65:789–798
West F, Taylor A (1952) The effect of pulsations on heat transfer-turbulent flow of water inside tubes. Chem Eng Prog 48:39–43
Havemann HA, Rao NN (1954) Heat transfer in pulsating flow. Nature 7:4418
Lemlich R (1961) Vibration and pulsation boost heat transfer. Chem Eng 68:171–176
Mamayev V, Nosov V, Syromyatnikov N (1976) Investigation of heat transfer in pulsed flow of air in pipes. Heat Transf Sov Res 8:111–116
Liao N, Wang C, Hong J (1985) An investigation of heat transfer in pulsating turbulent pipe flow. In: fundamentals of forced and mixed convection. The 23rd national heat transfer conference, Denver, Co USA, pp 4–7
Al-Haddad AA, Al-Binally N (1989) Prediction of heat transfer coefficient in pulsating flow. Int J Heat Fluid Flow 10:131–133
Genin L, Koval A, Manchkha S, Sviridov V (1992) Hydrodynamics and heat transfer with pulsating fluid flow in tubes. Therm Eng 39:251–255
Habib M, Attya A, Said S, Eid A, Aly A (2004) Heat transfer characteristics and Nusselt number correlation of turbulent pulsating pipe air flows. Heat Mass Transf 40:307–318
Wang X, Zhang N (2005) Numerical analysis of heat transfer in pulsating turbulent flow in a pipe. Int J Heat Mass Transf 48:3957–3970
Zohir A, Habib M, Attya A, Eid A (2006) An experimental investigation of heat transfer to pulsating pipe air flow with different amplitudes. Heat Mass Transf 42:625–635
Elshafei EA, Safwat Mohamed M, Mansour H, Sakr M (2008) Experimental study of heat transfer in pulsating turbulent flow in a pipe. Int J Heat Fluid Flow 29:1029–1038
Zohir A (2011) The influence of pulsation on heat transfer in a heat exchanger for parallel and counter water flows. N Y Sci J 4(6):61–71
Li Y, Jin DX, Jing YQ, Yang BC (2013) An experiment investigation of heat transfer enhancement by pulsating laminar flow in rectangular grooved channels. Adv Mater Res 732:74–77
Yu J-Y, Lin W, Zheng X-T (2014) Effect on the flow and heat transfer characteristics for sinusoidal pulsating laminar flow in a heated square cylinder. Heat Mass Transf 50(6):849–864
Simon H, Chang M, Chow J (1977) Heat transfer in curved tubes with pulsatile, fully developed, laminar flows. J Heat Transf 99:590–595
Rabadi N, Chow J, Simon H (1982) Heat transfer in curved tubes with pulsating flow. Int J Heat Mass Transf 25:195–203
Chung JH, Hyun JM (1994) Heat transfer from a fully-developed pulsating flow in a curved pipe. Int J Heat Mass Transf 37:43–52
Guo L, Chen X, Feng Z, Bai B (1998) Transient convective heat transfer in a helical coiled tube with pulsatile fully developed turbulent flow. Int J Heat Mass Transf 41:2867–2875
Özdinç Çarpinlioǧlu M, Yaşar Gündoǧdu M (2001) A critical review on pulsatile pipe flow studies directing towards future research topics. Flow Meas Instrum 12:163–174
Incropera FP, Lavine AS, DeWitt DP (2011) Fundamentals of heat and mass transfer. Wiley, New York
Hershey D, Im CS (1968) Critical Reynolds number for sinusoidal flow of water in rigid tubes. AIChE J 14:807–809
Clamen M, Minton P (1977) An experimental investigation of flow in an oscillating pipe. J Fluid Mech 81:421–431
Trip R, Kuik D, Westerweel J, Poelma C (2012) An experimental study of transitional pulsatile pipe flow. Phys Fluids (1994-present) 24:014103
Srinivasan P, Nandapurkar S, Holland F (1970) Friction factors for coils. Trans Inst Chem Eng 48:T156–T161
Kline SJ, McClintock F (1953) Describing uncertainties in single-sample experiments. Mech Eng 75:3–8
Karamercan OE, Gainer JL (1979) The effect of pulsations on heat transfer. Ind Eng Chem Fundam 18:11–15
Timité B, Castelain C, Peerhossaini H (2010) Pulsatile viscous flow in a curved pipe: effects of pulsation on the development of secondary flow. Int J Heat Fluid Flow 31:879–896