Compound heat transfer enhancement in dimpled and sinusoidal metal solar wall ducts fitted with wired inserts

Joint Authors

Falih, Abir Hashim
Muhammad, Mahmud H.
Salih, Fuad Ulwan

Source

Journal of Engineering

Issue

Vol. 18, Issue 5 (31 May. 2012), pp.591-610, 20 p.

Publisher

University of Baghdad College of Engineering

Publication Date

2012-05-31

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

20

Main Subjects

Mechanical Engineering

Abstract AR

في هذا البحث تم تقديم جدار معدني شمسي (MSW) مطور ذو قابلية خزن حرارية ضمنية.

ان الجدار المقترح يستخدم طريقتين لتحسين انتقال الحرارة.

الطريقة الأولى تتضمن إملاء قنوات الجريان بحشوات نحاسية من الأسلاك (WI) المتوفرة تجاريا اما الطريقة الثانية فتستخدم مجاري الهواء ذات الجدران المتموجة جيبيا أو المقعرة بدلا من المجاري ذات الجدران المستوية.

لقد تم اجراء البحث على مجاري ذات مقاطع مربعة و نصف دائرية .

تم اجراء الحل للموديل العددي المطور الخاص بمحاكاة الطاقة الحرارية المنقولة باستخدام طريقة الفروقات المحددة.

ان هذا الموديل العددي مكون من منظومة من ثلاثة معادلات حاكمة للطاقة.

تم في هذا البحث بناء جهاز اختبار عملي و تم تصنيع و اختبار ستة مجاري هواء و إمرار الهواء خلال المجاري ضمن مدى لرقم رينولدز من 1825 الى .

7300 من النتائج المستحصلة من هذا البحث تم استحداث ستة معادلات جديدة خاصة برقم ناسلت و معامل الاحتكاك لتخمين الفوائد المكتسبة من الاستعمال المركب لكل من WI و مجاري الهواء ذات الجدران المتموجة جيبيا أو المقعرة.

لقد وجد ان أعلى معدل لانتقال الحرارة هو للمجرى المدمل ذو المقطع نصف الدائري المحشو (DCWI).

النتائج بينت ان نسب رقم ناسلت و مقدار الانخفاض بالضغط للمجرى نوع DCWI هي على التوالي (44.2% - 100%) و (101.27% - 172.8%) أعلى من تلك العائدة الى المجرى المسطح مع WI.

وجد ان التحسينات في رقم ناسلت قد بلغت (1.4 – 2) مرة بالنسبة للمجرى المزود ب WI بالمقارنة مع تلك غير المزودة ب WI.

بينت النتائج الخاصة بالبحث الحالي ان الموديل المطور لمقترح DCWI يعطي كفاءة تحسين أعلى من الموديلات الأخرى.

النتائج المستخلصة في هذا البحث أضافت للمعرفة المحلية فهم أفضل لتحسين انتقال الحرارة المركب.

Abstract EN

An improved Metal Solar Wall (MSW) with integrated thermal energy storage is presented in this research.

The proposed MSW makes use of two, combined, enhanced heat transfer methods.

One of the methods is characterized by filling the tested ducts with a commercially available copper Wired Inserts (WI), while the other one uses dimpled or sinusoidal shaped duct walls instead of plane walls.

Ducts having square or semi-circular cross sectional areas are tested in this work.

A developed numerical model for simulating the transported thermal energy in MSW is solved by finite difference method.

The model is described by system of three governing energy equations.

An experimental test rig has been built and six new duct configurations have been fabricated and tested.

Air is passed through the six ducts with Reynolds numbers from 1825 to 7300.

Six, new, correlations for Nusselt number and friction factor are developed to assess the benefits that are gained from using the WI and the dimpled and sine-wave duct walls.

It is found that higher heat transfer rates are achieved using the Dimpled, semi–circular duct with Wired Inserts (DCWI).

Also, it is found that Nusselt number and the pressure drop in the DCWI are respectively (100 %-44.2 %) and (101.27 %-172.8 %) greater than those of the flat duct with WI.

The improvement in Nusselt number for flat duct with WI is found to be (1.4–2) times the values for flat duct with no WI.

The results demonstrated that DCWI provides enhancements efficiency value that is higher than those obtained from other types of ducts.

The developed MSW ducts have added to local knowledge a better understanding of the compound heat transfer enhancement.

American Psychological Association (APA)

Muhammad, Mahmud H.& Salih, Fuad Ulwan& Falih, Abir Hashim. 2012. Compound heat transfer enhancement in dimpled and sinusoidal metal solar wall ducts fitted with wired inserts. Journal of Engineering،Vol. 18, no. 5, pp.591-610.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-296999

Modern Language Association (MLA)

Falih, Abir Hashim…[et al.]. Compound heat transfer enhancement in dimpled and sinusoidal metal solar wall ducts fitted with wired inserts. Journal of Engineering Vol. 18, no. 5 (May. 2012), pp.591-610.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-296999

American Medical Association (AMA)

Muhammad, Mahmud H.& Salih, Fuad Ulwan& Falih, Abir Hashim. Compound heat transfer enhancement in dimpled and sinusoidal metal solar wall ducts fitted with wired inserts. Journal of Engineering. 2012. Vol. 18, no. 5, pp.591-610.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-296999

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes bibliographical references : p. 609-610

Record ID

BIM-296999