Thermal and hydraulic analysis for air flow across flat tubes air cooled condensers
Other Title(s)
التحليل الحراري و الهيدروليكي لهواء يمر على أنابيب مسطحة لمكثقات مبردة بالهواء
Joint Authors
Awad, M. M.
Mustafa, H. M.
Sultan, G. I.
al-Buz, A.
al-Ghunemi, A. M. K.
Source
Issue
Vol. 32, Issue 4 (31 Dec. 2007), pp.1-13, 13 p.
Publisher
Mansoura University Faculty of Engineering
Publication Date
2007-12-31
Country of Publication
Egypt
No. of Pages
13
Main Subjects
Topics
Abstract AR
في هذا البحث تم عمل تحليل حراري و هيدروليكي نظري لهواء يمر على أنابيب مسطحة المستخدمة في المكثفات المبردة بالهواء.
و قد تم الأخذ في الاعتبار كلا من انتقال الحرارة الآني بالحمل الجبري للهواء خارج أنابيب المكثف و انتقال الحرارة بالتكثيف داخل الأنابيب.
تمت دراسة تأثير كل من نسب العرض إلى ارتفاع الأنبوب المسطح (m = b / a) و بترتيبات مختلفة للمقطع العرضي (s / a) على معدل انتقال الحرارة و الفقد في الضغط في جانب الهواء كما تمت مقارنة النتائج بالأنبوب الدائري لحالة تساوي المحيط (الحالة الأولى) و حالة تساوي مساحة المقطع (الحالة الثانية).
و باستخدام احد برامج (CFD) و هو برنامج (FLUENT 6.0) تم حل المعادلات الحاكمة للسريان للحالتين التي تم دراستهما و قد تمت المقارنة بالأنبوب الدائري.
أظهرت النتائج النظرية أن نسبة تباعد الأنبوب المسطح المثالية (s / a) تساوي 2 للحالتين الأولى و الثانية لتعطي أعلى أداء للأنابيب المسطحة.
أيضا أفضل مقطع عرضي m = 4 للحالة الأولى أما للحالة الثانية فإن m = 8.
هذا يؤدي إلى زيادة في معدل انتقال الحرارة من الأنبوب المسطح عن الأنبوب الدائري بنسبة 1.5 للحالة الأولى و للحالة الثانية بحوالي 2.1 و فقد الضغط يزيد بحوالي 1.7 للحالة الأولى و حوالي 3.3 للحالة الثانية على الترتيب.
أيضا لنفس حجم المبادل الحراري معامل تحسين نسبة نقل الحرارة حوالي 3.15 & 3.35 للحالتين الأولى و الثانية على الترتيب عند القيم المثالية لنسبة تباعد الأنبوب المسطح (s / a) و نسبة العرض إلى ارتفاع الأنبوب المسطح (m) لكل حالة.
في نفس الوقت لتكثيف مائع التبريد داخل الأنابيب، لنفس نسبة التدفق منه فإن معامل التحسين في نسبة نقل الحرارة لوحدة نسبة التدفق حوالي 1.2 للحالة الأولى و للحالة الثانية حوالي 2.2.
Abstract EN
Thermal and hydraulic analysis is performed theoretically for air flow across flat tubes which used in air cooled condensers.
Simultaneous forced convection of air outside condenser tubes and condensation of refrigerant inside it takes place.
Many cross section configurations of flat tubes has been studied and compared with circular tube, for both equal perimeter (case- 1) and for equal cross sectional area (case-2).
The effect of tube spacing to height of flat tube (s/a) and the ratio between breadth to height of flat tube section (m=b/a) on the tube performance (rate of heat transfer and pressure drop for air side) is investigated theoretically to get the best effect cross section shape for each one of the proposed two cases.
This study is based on equilateral triangle staggering configuration for both of circular and flat tube arrangements.
A computational fluid dynamic software (CFD) commercial package (FLUENT 6.0) is applied to flat tubes to study and evaluate the proposed two cases and compared with circular tube.
The obtained theoretical results showed that, the best effect tube spacing (s/a) equal to 2 for case-1, and case-2 to achieve high performance for flat tubes.
Also the best effect cross section has m = 4 for case-1 and m=8 for case-2.
This leads to enhancement of outside air heat transfer rate by factor (KQ) of about 1.5 and 2.1 against increase in pressure drop factor (KΔp) of about 1.7 and 3.3 for case-1 and case-2 respectively.
Also, for the same volume of heat exchangers the enhancement factor of outside air heat transfer rate (KQ) is about 3.15 and 3.35 for case-1 and case-2, respectively at the best values of s/a and m for the studied two cases.
In the same time, for condensation of refrigerant inside tubes for the same mass flow rate of refrigerant, the enhancement factor of heat transfer rate per unit of mass flow rate of refrigerant (K Q / m• ) is about 1.2 and 2.2 for case-1 and case-2 respectively.
American Psychological Association (APA)
Awad, M. M.& Mustafa, H. M.& Sultan, G. I.& al-Buz, A.& al-Ghunemi, A. M. K.. 2007. Thermal and hydraulic analysis for air flow across flat tubes air cooled condensers. Mansoura Engineering Journal،Vol. 32, no. 4, pp.1-13.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-324865
Modern Language Association (MLA)
Awad, M. M.…[et al.]. Thermal and hydraulic analysis for air flow across flat tubes air cooled condensers. Mansoura Engineering Journal Vol. 32, no. 4 (2007), pp.1-13.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-324865
American Medical Association (AMA)
Awad, M. M.& Mustafa, H. M.& Sultan, G. I.& al-Buz, A.& al-Ghunemi, A. M. K.. Thermal and hydraulic analysis for air flow across flat tubes air cooled condensers. Mansoura Engineering Journal. 2007. Vol. 32, no. 4, pp.1-13.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-324865
Data Type
Journal Articles
Language
English
Notes
Includes appendices : p. 8-13
Record ID
BIM-324865