So sánh mức nâng cao truyền nhiệt trong bộ khuếch tán khi thêm các bộ phát xoáy cánh và các phần nhô ra

Ghobad Shafiei Sabet1, S. Pavithran2, R. R. Kulkarni3
1Mechanical Engineering Dept., Sharood Branch, Islamic Azad University, Shahrood, Iran
2Mechanical Eng. Dept., Vishwakarma Institute of Technology, University of Pune, Pune, India
3Faculty of Engineering Technology, University of Malaysia Pahang, Pahang, Malaysia

Tóm tắt

Ảnh hưởng của các bộ phát xoáy cánh dạng delta và các phần nhô ra đến hiệu suất truyền nhiệt trong một bộ khuếch tán đã được nghiên cứu thực nghiệm. Hai góc khuếch tán được xem xét. Một và hai cặp bộ phát xoáy cánh cùng với các phần nhô ra được xem xét. Đặc điểm vận tốc tại cửa vào bộ khuếch tán là đồng nhất, và dòng chảy là dòng phát triển. Các bộ phát xoáy cánh và các phần nhô ra được đặt trên bề mặt được gia nhiệt. Kết quả quan sát cho thấy mức nâng cao truyền nhiệt lớn hơn với trường hợp sử dụng hai cặp cánh. Số Reynolds dựa trên vận tốc tại cửa vào và chiều dài bộ khuếch tán nằm trong khoảng 2.3–3.6E05. Trường hợp sử dụng cánh cho thấy sự nâng cao tốt hơn so với phần nhô ra. Mức độ cải thiện truyền nhiệt khi sử dụng một và hai cặp cánh cùng với các phần nhô ra cũng được nghiên cứu. Kết quả được trình bày dưới dạng tỷ lệ số Nusselt (thô so với mượt) cho cả hai tại số Reynolds không đổi và tại mức độ tiêu thụ không đổi (công suất bơm). Mức độ nâng cao tối đa đạt 98% tại số Reynolds không đổi và 70% tại mức độ tiêu thụ không đổi. Mức độ nâng cao tăng theo góc tấn của bộ phát xoáy cánh và giảm theo góc khuếch tán cùng với số Reynolds.

Từ khóa

#truyền nhiệt #bộ khuếch tán #bộ phát xoáy cánh #hiệu suất truyền nhiệt #số Reynolds

Tài liệu tham khảo

Gentry M, Jacobi A (1997) Heat transfer enhancement by delta-wing vortex generators on a flat plate: vortex interactions with the boundary layer. Exp Thermal Fluid Sci 14:231–242 Henze M, Von Wolfersdorf J, Weigand B, Dietz C, Neumann S (2011) Flow and heat transfer characteristics behind vortex generators–a benchmark dataset. Int J Heat Fluid Flow 32:318–328 Jacobi A, Shah R (1995) Heat transfer surface enhancement through the use of longitudinal vortices: a review of recent progress. Exp Thermal Fluid Sci 11:295–309 Kotcioglu İ, Ayhan T, Olgun H, Ayhan B (1998) Heat transfer and flow structure in a rectangular channel with wing-type vortex generator. Turk J Eng Environ Sci 22:185–196 Nalawade MK, Vedula RP (2006) Heat transfer performance with an array of delta wing vortex generators on two opposite walls in a square duct. In: Proc. Eighteenth and Seventh ISHMT-ASME Heat and Mass transfer Conf. IIT Guwahati India Nalawade MK, Vedula RP, and Prabhu SV (2008) Local heat transfer distribution with an array of delta wing vortex generators on two opposite walls in a square duct. Nineteenth and Eighth ISHMT-ASME Heat and Mass Transfer Conf. Promvonge P, Chompookham T, Kwankaomeng S, Thianpong C (2010) Enhanced heat transfer in a triangular ribbed channel with longitudinal vortex generators. Energy Convers Manage 51:1242–1249 Sabet GS, Pavithran S, Kulkarni R (2016) Heat transfer enhancement in a diffuser by inserting vortex generators on an unheated side. Heat Transfer-Asian Res 5:451–461 Velte CM, Hansen MOL, Cavar D (2008) Flow analysis of vortex generators on wing sections by stereoscopic particle image velocimetry measurements. Environ Res Lett 3:015006 Von Stillfried F, Wallin S, Johansson AV (2011) Evaluation of a vortex generator model in adverse pressure gradient boundary layers. AIAA J 49:982–993