Search

Dar aralığa sahip eş eksenli halka kesitli borularda tek fazlı su akışı ve ısı transferi sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. 1 mm et kalınlıklı bakır borunun iç çapı 18 mm’dir. Boru içine eş eksenli olarak yerleştirilmiş içi dolu silindirin çapı 16,17 ve 17.5 mm’dir. Oluşan halka kanalın aralığı 1,0.5 ve 0.25 mm’dir. Sayısal çalışma sonlu hacimler yöntemine dayanmaktadır. Türbülanslı akışlar için Reynolds Stress modeli kullanılmıştır. Reynolds sayısı 600-12000 aralığında alınmıştır. Sonuçlar literatürdeki makro halka kanallar için sunulan geleneksel bağıntılarla karşılaştırılmıştır. Sonuçlar mini/mikro halka kanallardaki ısı geçişi ve tek fazlı su akışının laminer akışta uyumlu iken türbülanslı akış için makro kanallardakinden farklı olduğunu göstermiştir. Laminer ve türbülanslı akış için, deneysel değerlerin sayısal değerlere oranı sürtünme faktörü için yaklaşık 0.97 -1.01 ile 1.08 - 1.3 ve Nusselt sayısı için 1.05-1.17 ile 0.97 - 1.24 aralığında bulunmuştur. Bununla birlikte, türbülanslı akış için, sayısal ve deneysel değerler literatürde mevcut olan makro boyutlu halka kanal sonuçlarından Nusselt sayısı için yaklaşık 9-36% ile1836%, sürtünme faktörü için yaklaşık 23-43% ile 45-69% oranında daha büyük bulunmuştur, Convective heat transfer and single phase water flow in concentric annular tubes having narrow gap were numerically and experimentally investigated. The inner diameter of copper tube having 1mm wall thickness is fixed 18 mm. The rodes having diameter of 16, 17 ve 17.5 mm are concentrically inserted in the tube. The gap of the annular duct is fixed at 1, 0.5 and 0.25 mm. The numerical study was based on the Finite volume method. Reynolds Stress model is used for turbulent region. The Reynolds number was chosen in the range of 600-12000. The results are compared with the conventional correlations presented for macro annular ducts in literature. The results show that heat transfer and single phase water flow in mini/micro annular ducts are different from those of macro-sized annular ducts for turbulent regime as it is in good agreement in laminar regime. For laminar and turbulent flow, the ratios of experimental to numerical values are found about 0.97 -1.01 and 1.08 - 1.3 for friction factor and 1.05-1.17 and 0.97 1.24 for Nusselt number, respectively. For turbulent flow, the numerical and experimental values are found bigger about 9-36% and 18-36% for Nusselt number and 23-43% and 45-69% for friction factor than conventional results presented in literature for macro- sized annular duct, respectively

Bu çalışmada, akış yönünde yüzeyi eğrisel olarak yakınsayan halkaların yerleştirildiği bir boruda ısı geçişi, sürtünme ve ısıl verim sayısal olarak araştırılmıştır. p/D = 1, 2 and 3 olarak üç farklı adım oranı incelenmiştir. Re sayısı 5000 -20000 aralığındadır. Akışkan havadır (Pr=0.7). Korunum denklemleri Simple algoritması ve Standard k–ε türbülans modeli kullanarak Fluent programıyla çözülmüştür. Sayısal çalışmanın doğruluğunu test etmek için halkalar yerleştirilmiş düz boru için elde edilen sayısal sonuçlar açık kaynaklarda sunulan deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Nusselt sayısı, sürtünme faktörü ve ısıl verim Reynolds sayısı ve adım oranına bağlı olarak sunulmuştur. Çalışılan durumların ısıl verim sonuçları konik halkalarla ilgili sunulmuş deneysel çalışmaların sonuçlarıyla da karşılaştırılmıştır.Sonuç olarak; ortalama Nusselt sayısı ve sürtünme faktörünün tüm adımlar için aynı pompa gücündeki düz borudaki akıştan sırasıyla %68- 109 ve %412-635 daha fazla olduğu bulunmuştur. %7.5’luk en iyi iyileşme Re=5000 ve p/D = 1 için elde edilmiştir. Adım oranlarının p/D = 2 and 3 olduğu durumlar yalnızca Re, In this study; heat transfer, friction factor and thermal performance factor characteristics are numerically investigated in a plain tube inserted the curvilinear converging rings (CCRs). Three different pitch ratios are considered as p/D = 1, 2 and 3. The study is conducted in the range of Reynolds number 5000 -20000. Air is accepted as the working fluid (Pr=0.7). The governing equations are solved using the Simple algorithm and Standard k–ε turbulence model with Fluent 6.1.22 programme. To validate the applied numerical method, the results obtained from the plain tube with CCRs are compared with the empirical results presented in literature. The values of Nusselt number, friction factor and thermal performance factor for the plain tube with CCRs are presented depending on Reynolds number and pitch ratios studied. The thermal performance results for the studied cases are also compared with results given in previous studies related to the conical rings. Consequently, the average Nusselt number and friction factor for all the pitch ratios are found to be about 68- 109 % and 412-635 % over the plain tube at the same pumping power, respectively. The best enhancement of 7.5 % was obtained for Re = 5000 and p/D = 1. The cases of p/D = 2 and 3 are thermodynamically advantageous only for Re