Numerical simulation of parallel flow microchannel heat exchanger with isosceles right triangular geometry
Other Title(s)
التمثيل العددي لمبادل حراري متوازي الجريان ذي قنوات مايكروية ذات شكل مثلث متساوي الساقين و قائم الزاوية
Joint Authors
Raghib, Abd al-Muhsin A.
Hasan, Haydar M.
Source
Thi-Qar University Journal for Engineering Sciences
Issue
Vol. 2, Issue 4 (31 Dec. 2011), pp.131-154, 24 p.
Publisher
University of Thi-Qar College of Engineering
Publication Date
2011-12-31
Country of Publication
Iraq
No. of Pages
24
Main Subjects
Topics
Abstract AR
يتضمن العمل الحالي دراسة مبادل حراري مايكروي متوازي الجريان ذو قنوات مثلثة الشكل (قنوات ذات شكل مثلث متساوي الأضلاع و قائم الزاوية) بطريق عدية.
الخصائص الهيدروديناميكية و خصائص انتقال الحرارة تمت دراستها في جريان طباقي ثلاثي الأبعاد و في حالة الاستقرار و لا انضغاطي.
تم حل المسألة الحالية على خطوتين و كما يلي : حل معادلة الاستمرارية (continuity equation) و معادلات الزخم (momentum equations) و بطريقة التصحيح للضغط (pressure-correction method) لحل مشكلة الازدواج التي تحدث بين السرعة و الضغط, و التي تكون مصاحبة للعمل الحالي (pressure-velocity coupling) لإيجاد توزيع السرعة كخطوة أولى, بعد ذلك حل معادلات الطاقة (energy equations) للمائعين و الجدار الذي يفصل بينهما أنيا كخطوة ثانية.
و قد تم تحويل المعادلات الحاكمة إلى الشكل العددي باستخدام طريقة الحجوم المحددة (finite-volume method) و تم حل هذه المعادلات باستخدام (SIMPLE method) مع شبكة نقاط متداخلة (staggered grids) و باستخدام لغة فورتران (FORTRAN) كذلك درست مجموعة من العوامل التي تصف مسألة المبادل مثل الفعالية و غيرها.
من خلال ملاحظة النتائج المستحصلة من الحل العدد, تبين بأن هناك مجموعة من العوامل التي تؤثر على فعالية المبادل و هي : عدد رينولدز (Reynolds number Re) و نسبة الموصلية الحرارية (thermal conductivity ratio Kr) و القطر المكافئ (hydraulic diameter Dh) و حجم القنوات.
عند زيادة Re و Dh و حجم القنوات كل على حدى تقل الفعالية, و عند زيادة Kr تزداد الفعالية إلى Kr = 10 بعد هذه القيمة تصبح موصلية الجدار الفاصل مالا نهاية و التالي غير مؤثر على الفعالية.
كذلك تبين بأن هناك مجموعة من العوامل التي تؤثر على هبوط الضغط و هي : عدد رينولدز (Reynolds number Re) و القطر المكافئ (hydraulic diameter Dh) و حجم القنوات.
عند زيادة Re يزداد هبوط الضغط و عند زيادة Dh و حجم القنوات كل على حدى يقل هبوط الضغط.
Abstract EN
The isosceles right triangular microchannl heat exchanger performance was numerically investigated in this work.
Hydrodynamics and heat transfer characteristics in a laminar, 3-D, incompressible, single-phase, steady state, parallel flow are proposed.
The solution was obtained by solving the continuity and Navier-Stokes equations (momentum equations) for the hot and cold fluids by using pressure-correction method to obtain the velocity distribution, and then the energy equations for the two fluids and the separating wall are solved simultaneously as second step.
The governing equations are discretized using finite-volume method-upwind differencing scheme, and then these are solved using SIMPLE algorithm method on staggered grid with FORTRAN code.
The study investigated various parameters that can effect on the exchanger effectiveness and other performance parameters.
From the obtain need results it was found that the factors affecting the effectiveness are : Reynolds number Re, thermal conductivity ratio Kr, hydraulic diameter Dh and channel volume.
Increasing of Re, Dh and channel volume each separately leads to decrease the effectiveness while increasing of Kr up to Kr = 10 leads to increase the effectiveness.
Also, it was found that the factors affecting on pressure drop are: Re, Dh and channel volume.
Increasing of Re leads to increase pressure drop while increasing of Dh and channel volume each separately leads to decrease pressure drop.
American Psychological Association (APA)
Hasan, Haydar M.& Raghib, Abd al-Muhsin A.. 2011. Numerical simulation of parallel flow microchannel heat exchanger with isosceles right triangular geometry. Thi-Qar University Journal for Engineering Sciences،Vol. 2, no. 4, pp.131-154.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-321608
Modern Language Association (MLA)
Hasan, Haydar M.& Raghib, Abd al-Muhsin A.. Numerical simulation of parallel flow microchannel heat exchanger with isosceles right triangular geometry. Thi-Qar University Journal for Engineering Sciences Vol. 2, no. 4 (Dec. 2011), pp.131-154.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-321608
American Medical Association (AMA)
Hasan, Haydar M.& Raghib, Abd al-Muhsin A.. Numerical simulation of parallel flow microchannel heat exchanger with isosceles right triangular geometry. Thi-Qar University Journal for Engineering Sciences. 2011. Vol. 2, no. 4, pp.131-154.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-321608
Data Type
Journal Articles
Language
English
Notes
Includes appendices : p. 153-154
Record ID
BIM-321608
