Forced convection heat transfer in circular meso-tubes
Other Title(s)
انتقال الحرارة بالحمل الجبري في مجرى أنبوبي دقيق
Joint Authors
Mustafa, Hisham M.
Rabi, Lutfi H.
Sultan, Jamal Ibrahim
al-Buz, M. A.
Source
Issue
Vol. 29, Issue 4 (31 Dec. 2004), pp.1-16, 16 p.
Publisher
Mansoura University Faculty of Engineering
Publication Date
2004-12-31
Country of Publication
Egypt
No. of Pages
16
Main Subjects
Abstract AR
في هذا البحث تم عمل دراسة معملية لانتقال الحرارة بالحمل الجبري لماء يمر داخل مجرى أنبوبي دقيق مسخن.
لإتمام هذا الغرض تم تصميم و تنفيذ اختبار معملية لدراسة انتقال الحرارة لسريان منتظم و آخر نبضي للماء المر داخل الأنبوب الدقيق.
مقطع الاختبار و هو عبارة عن مبادل حراري من نوع الغلاف و الأنبوب مكون من سبعة أنابيب دقيقة محاطة ببخار مشبع من الخارج حت تحافظ على درجة حرارة السطح الخارجي ثابتة.
و قد تم اختبار أربعة أقطار للأنبوب الدقيق و هي 0.25، 0.35، 0.52، 0.7 مم.
و قد أجريت التجارب عند قيم مختلفة لرقم رينولدز تتراوح ما بين 200 حتى 5000 لسريان ماء منتظم و آخر نبضي بترددات صغيرة تتراوح ما بين 0.5 هيرتز حتى 5 هيرتز.
و قد تمت دراسة تأثير تغيير ظروف التشغيل هذه على كمية الحرارة المنتقلة خلال أنبوب الدقيق لسريان الماء النبضي المار بداخلها مقارنة بالسريان المنتظم.
أيضا تم حساب معامل انتقال الحرارة المتوسط و معامل الاحتكاك لسريان الماء المار داخل المجرى الأنبوبي الدقيق.
و قد أظهرت النتائج أن معامل الاحتكاك لسريان الماء في المجرى الأنبوبي الدقيق يقل مع نقصان قطر الأنبوب و يقل أيضا مع زيادة رقم رينولدز و ذلك مثل الأنابيب العادية.
كما أظهرت النتائج أن رقم نوسلت يزيد مع زيادة رقم رينولدز لكل من السريان النبضي و المنتظم.
كذلك لوحظ نقصان قيمة رقم نوسلت للسريان النبضي مقارنة بالسريان المنتظم و ذلك في مدى ظروف التشغيل للترددات الصغيرة.
أيضا تمت المقارنة بالأبحاث السابقة للسريان المنتظم حيث وجد أنه مازال هناك عدم توافق بين النتائج.
و قد تم استنتاج صيغة رياضية لرقم نوسلت للسريان النبضي و المنتظم و كذلك تم استنتاج صيغة رياضية لمعامل الاحتكاك و ذلك من النتائج المعملية في مدى ظروف التشغيل التي تمت دراستها.
Abstract EN
Convection heat transfer of water flow inside a circular meso-channel was investigated experimentally.
To perform this experimental study, an experimental test rig was designed and constructed.
Test section was shell and tube heat exchanger.
It consists of seven meso-scale circular tubes surrounded by a saturated steam to perform its outer surface at constant temperature.
Water flows inside these tubes in steady flow and pulsating flow.
The ranges tested for pulsation frequencies are 0.5 Hz to 5 Hz and Reynolds number is of 200 to 5000.
Four values of inner diameters was tested in this study ; 0.25, 0.35, 0.52 and 0.7 mm.
Experimental measurements for mass flow rate, temperature, pressure, pressure drop and pulsation frequency are taken to perform the required analysis.
Therefore, the average value of convection heat transfer coefficient and friction factor for different operating parameters are computed.
The experimental results show that, the friction factor in the studied operating range decreases as Reynolds number increases but its values are deviated from those reported in conventional tubes due to the small dimensions of the meso-tubes.
The friction factor decreases with decreasing tube diameter.
Also, Nusselt number increases with increasing Reynolds number for pulsating flow and steady flow.
For pulsating flow, Nusselt number takes lower values than steady flow for the same conditions in the studied operating ranges.
Comparison between the obtained experimental results with the previous data and the classical correlations for conventional tubes was done and the disagreement among the researchers was still.
Two empirical correlations for both friction factor and Nusselt number were obtained in the range of the studied operating parameters.
American Psychological Association (APA)
Rabi, Lutfi H.& Mustafa, Hisham M.& Sultan, Jamal Ibrahim& al-Buz, M. A.. 2004. Forced convection heat transfer in circular meso-tubes. Mansoura Engineering Journal،Vol. 29, no. 4, pp.1-16.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-361371
Modern Language Association (MLA)
Mustafa, Hisham M.…[et al.]. Forced convection heat transfer in circular meso-tubes. Mansoura Engineering Journal Vol. 29, no. 4 (2004), pp.1-16.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-361371
American Medical Association (AMA)
Rabi, Lutfi H.& Mustafa, Hisham M.& Sultan, Jamal Ibrahim& al-Buz, M. A.. Forced convection heat transfer in circular meso-tubes. Mansoura Engineering Journal. 2004. Vol. 29, no. 4, pp.1-16.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-361371
Data Type
Journal Articles
Language
English
Notes
Includes appendices : p. 8-16
Record ID
BIM-361371