Twist parameter influence on heat transfer coefficient augmentation for a square twisted tube

Other Title(s)

تأثير عامل الالتواء على زيادة معامل انتقال الحرارة لأنبوب ملتوي مربع المقطع

Author

al-Musawi, Abd al-Karim Abbas Khudayr

Source

Engineering and Technology Journal

Issue

Vol. 31, Issue 9 (30 Jun. 2013), pp.1802-1816, 15 p.

Publisher

University of Technology

Publication Date

2013-06-30

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

15

Main Subjects

Physics

Topics

Abstract AR

تمت دراسة زيادة انتقال الحرارة بسبب عامل الالتواء لأنبوب ملتوي ذو مقطع مربع.

يعرف عامل الالتواء بأنه النسبة بين طول الأنبوب الذي يلتوي بزاوية قدرها 360 درجة إلى قطره الهيدروليكي.

و قد تم اختيار أربعة معاملات التواء و هي 5, 10, 25, 50 و أجريت المقارنة مع أنبوب غير ملتوي.

تمت دراسة مجموعتان من أعداد رينولدز للجريان الطباقي و الانتقالي.

حيث تم اختيار أعداد رينولزد 500, 1000, 1500, 2000 للجريان الطباقي.

أما بالنسبة للجريان الانتقالي فقد تم اختيار أعداد رينولدز 5000, 6000, 7000, 8000, 9000.

لقد تمت دراسة تأثير عامل الالتواء على معامل انتقال الحرارة بالحمل في الجريان الطباقي و الانتقالي.

تم إجراء المحاكات العددية لجريان ثلاثي الأبعاد, مستقر, غير انضغاطي بالإحداثيات المطابقة للجسم بطريقة الحجم المحدد باستخدام نموذج الاضطراب k-ϵ القياسي.

و تم افتراض انتظام درجة حرارة الجدران كشرط حدي عند دراسة انتقال الحرارة.

لوحظ أن معامل انتقال الحرارة يزداد مع ازدياد عامل الالتواء.

و هذا ينسب إلى طبيعة الجريان الدوامي المستعرض المتولد.

حيث يزيد التدويم متجهات سرعة الجريان العرضية كلما ابتعدت عن مركز الأنبوب باتجاه الجدران.

إن معامل انتقال الحرارة يزداد مع ازدياد عامل الالتواء.

و هذا ينسب إلى طبيعة الجريان الدوامي المستعرض المتولد.

حيث يزيد التدويم متجهات سرعة الجريان العرضية كلما ابتعدت عن مركز الأنبوب باتجاه الجدران.

عند الجدران تصبح سماكة الطبقة المتاخمة أنحف كلما أصبحت السرعة قرب الجدار أعلى و هذا يحسن الخواص الحرارية للطبقة المتاخمة.

كذلك التدويم يزيد من الخلط الداخلي الذي بدوره يعزز الاتزان الحراري.

كذلك يزداد معامل انتقال الحرارة بزيادة رقم رينولدز كنتيجة لازدياد مركبات السرعة.

Abstract EN

Heat transfer augmentation due to twisting parameter was investigated in atwisted tube of square cross sectional area.

Twisting parameter is defined as the ratio of the length of the tube where it completed twisting of360 degrees to its hydraulic diameter. Four twist parameters were chosen ;5, 10, 25 and 50, and a comparison is made with a straight untwisted duct.

Two sets of Reynolds numbers were considered for laminar and transient flow.

The laminar flow is performed at = 500, 1000, 1500 2000.

While for transient flow the range of Reynolds number are = 5000, 6000, 7000, 8000 and 9000.Theinfluence of twist parameter on convective heat transfer coefficient in laminar and transient flow was investigated.

Numerical simulations were performed for three-dimensional, steady state incompressible flow in body-fitted coordinate using finite volume method and standard − turbulence model.

For the heat transfer problem the uniform wall temperature (UWT) boundary condition at tube wall is considered. It was observed that the heat transfer coefficient increases with decreasing twist parameter.

This is interpreted to the nature of span wise swirling flow generated. The swirling increases cross flow velocity vectors as it becomes far from tube center towards walls.

At tube wall the thickness of boundary layer becomes thinner as near wall velocity become larger which leads to a boundary layer of good thermal characteristics.

Also swirling increases internal mixing process which enhances internal thermal equilibrium.

The heat transfer coefficient also increases as Reynolds number increased as velocity components are increased.

American Psychological Association (APA)

al-Musawi, Abd al-Karim Abbas Khudayr. 2013. Twist parameter influence on heat transfer coefficient augmentation for a square twisted tube. Engineering and Technology Journal،Vol. 31, no. 9, pp.1802-1816.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-346055

Modern Language Association (MLA)

al-Musawi, Abd al-Karim Abbas Khudayr. Twist parameter influence on heat transfer coefficient augmentation for a square twisted tube. Engineering and Technology Journal Vol. 31, no. 9 A (2013), pp.1802-1816.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-346055

American Medical Association (AMA)

al-Musawi, Abd al-Karim Abbas Khudayr. Twist parameter influence on heat transfer coefficient augmentation for a square twisted tube. Engineering and Technology Journal. 2013. Vol. 31, no. 9, pp.1802-1816.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-346055

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes appendices : p. 1815-1816

Record ID

BIM-346055