การศึกษาการถ่ายเทความร้อน ความดันตกคร่อม และสมรรถนะเชิงความร้อนของท่อกลมที่มีการติดตั้งแผ่นกั้นตัววีแบบบานพับในช่วงการไหลแบบปั่นป่วน
คำสำคัญ:
การถ่ายเทความร้อน, ตัวประกอบเสียดทาน, การไหลแบบปั่นป่วน, แผ่นกั้นตัววีแบบบานพับบทคัดย่อ
บทความนี้นำเสนอการศึกษาเชิงตัวเลขของการถ่ายเทความร้อน ความดันตกคร่อม และสมรรถนะเชิงความร้อนของท่อกลมที่มีการติดตั้งแผ่นกั้นตัววีแบบบานพับในช่วงการไหลแบบปั่นป่วน แผ่นกั้นตัววีแบบบานพับมีอัตราส่วนความสูงคงที่เท่ากับ 0.25 มีอัตราส่วนระยะพิตช์คงที่เท่ากับ 1.0 มีมุมปะทะการไหลคงที่ (α) เท่ากับ 45o และได้ศึกษาถึงอิทธิพลของจำนวนรูเจาะ 1 รู (one-louver-punched V-baffle, OLPVB) และ 2 รู (two-louver-punched V-baffle, TLPVB) และอิทธิพลของมุมบานพับ (β) เท่ากับ 10o, 20o และ 30o และได้นำแผ่นกั้นตัววีที่ไม่มีการเจาะ (typical V-baffle, TVB, β = 0o) มาเปรียบเทียบผล จากผลการศึกษาพบว่า TVB ก่อให้เกิดกระแสการไหลหมุนหลัก ส่วนกรณี OLPVB และ TLPVB พบว่ากระแสการไหลจะแบ่งออกเป็น 2 ส่วนคือกระแสการไหลหมุนชนหลักและกระแสการไหลผ่านรู ส่งผลให้ค่า f/f0 ลดลงต่ำกว่ากรณี TVB ในช่วง 3.74-23.59% และให้ค่า Nu/Nu0 และ TEF ลดลงในช่วง 8.39-23.31% และ 7.37-17.06% กรณีศึกษาทั้งหมดให้ค่า Nu/Nu0, f/f0 และ TEF ในช่วง 3.33- 5.62, 22.29-46.24 และ 1.18- 2.1 เท่าเมื่อเทียบกับท่อเปล่า โดยกรณี TVB ให้ค่า TEF สูงที่สุดที่ 2.1 เท่า ที่ Re = 3000
References
Keklikcioglu O, Ozceyhan V. Experimental investigation on heat transfer enhancement of a tube with coiled-wire inserts installed with a separation from the tube wall. International Communications in Heat and Mass Transfer. 2016 Sep 6;78:88–94.
Chompookham T, Chingtuaythong W, Chokphoemphun S. Influence of a novel serrated wire coil insert on thermal characteristics and air flow behavior in a tubular heat exchanger. International Journal of Thermal Sciences. 2022 July 29;171: 107184.
Man C, Lv X, Hu J, Sun P, Tang Y. Experimental study on effect of heat transfer enhancement for single phase forced convective flow with twisted tape inserts. International Journal of Heat and Mass Transfer. 2017 Oct 17;106:877–883.
Promvonge P, Skullong S. Heat transfer in a tube with combined V-winglet and twin counter-twisted tape. Case Studies in Thermal Engineering. 2021 May 5;26:101033.
Fan AW, Deng JJ, Nakayama A, Liu W. Parametric study on turbulent heat transfer and flow characteristics in a circular tube fitted with louvered strip inserts. International Journal of Heat and Mass Transfer. 2012 June 6;55(19-20):5205–5213.
Nakhchi ME, Esfahani JA. CFD approach for two-phase CuO nanofluid flow through heat exchangers enhanced by double perforated louvered strip insert. Powder Technology. 2020 May 1;367:877–888.
Nakhchi ME, Esfahani JA. Numerical investigation of turbulent Cu-water nanofluid in heat exchanger tube equipped with perforated conical rings. Advanced Powder Technology. 2019 July 1;30(7):1338–1347.
Promthaisong P, Skullong S. Thermal characterization in circular tube inserted with diamond-shaped rings. The Journal of Research and Applications in Mechanical Engineering. 2019 Jun 27;7(4):1–10.
S Liu, Sakr M. A comprehensive review on passive heat transfer enhancements in pipe exchangers. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2013 Mar 1;19:64–81.
Kwankaomeng S, Promvonge P. Numerical prediction on laminar heat transfer in square duct with 30 angled baffle on one wall. International Communications in Heat and Mass Transfer. 2010 Aug 1;37(7):857–866.
Promvonge P, Skullong S, Kwankaomeng S, Thiangpong C. Heat transfer in square duct fitted diagonally with angle-finned tape—Part 2: numerical study. International Communications in Heat and Mass Transfer. 2012 May 1;39(2):625–633.
Skullong S, Thianpong C, Jayranaiwachira N, Promvonge P. Experimental and numerical heat transfer investigation in turbulent square-duct flow through oblique horseshoe baffles. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. 2016 Jan 1;99:58–71.
Skullong S, Promvonge P, Jayranaiwachira N, Thianpong C. Experimental and numerical heat transfer investigation in a tubular heat exchanger with delta wing tape inserts. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. 2016 Nov 1;109:164–177.
Gururatana S, Prapainop R, Chuepeng S, Skullong S. Development of heat transfer performance in tubular heat exchanger with improved NACA0024 vortex generator. Case Studies in Thermal Engineering. 2021 Aug 1;26:101166.
Promvonge P, Promthaisong P, Skullong S. Experimental and numerical heat transfer study of turbulent tube flow through discrete V-winglets. International Journal of Heat and Mass Transfer. 2020 Apr 1;151:119351.
Promvonge P, Skullong S. Thermo-hydraulic performance in heat exchanger tube with V-shaped winglet vortex generator. Applied Thermal Engineering. 2020 Jan 5;164:114424.
Hong Y, Du J, Wang S, Huang SM, Ye WB. Heat transfer and fluid flow behaviors in a tube with modified wire coils. International Journal of Heat and Mass Transfer. 2018 Sep 1;124:1347–1360.
Chiu YW, Jang JY. 3D numerical and experimental analysis for thermal–hydraulic characteristics of air flow inside a circular tube with different tube inserts. Applied Thermal Engineering. 2009 Feb 1;29(2-3):250–258.
Liu P, N Zheng, Shan F, Liu Z, Liu W. An experimental and numerical study on the laminar heat transfer and flow characteristics of a circular tube fitted with multiple conical strips inserts. International Journal of Heat and Mass Transfer. 2018 Feb 1;117:691–709.
Hong Y, Du J, Wang S. Turbulent thermal, fluid flow and thermodynamic characteristics in a plain tube fitted with overlapped multiple twisted tapes. International Journal of Heat and Mass Transfer. 2017 Dec 1:115:551–565.
Incropera F, Dewitt PD, Bergman TL, Lavine AS. Introduction to heat transfer. 6th ed. New Jersey: John Wiley & Sons; 2006.
Downloads
เผยแพร่แล้ว
How to Cite
ฉบับ
บท
หมวดหมู่
License
Copyright (c) 2024 วารสารวิศวกรรมเครื่องกลไทย
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
วารสาร TCI อยู่ภายใต้การอนุญาต .................
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
