بررسی تأثیر به کارگیری افزاینده های انتقال حرارت برضریب انتقال حرارت در جریان دوفازی آب ـ هوا در الگوی حبابی

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

تهران، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده مهندسی شیمی، صندوق پستی 111 ـ 14115

چکیده

در سال‌های اخیر فناوری ازدیاد انتقال حرارت به ‌طور گسترده ای در مبدل های حرارتی برای استفاده در فرایندهای گوناگون صنعتی به‌کار گرفته می ‌شود. با استفاده از این فناوری نیاز به افزایش تعداد مبدل های حرارتی در یک مجموعه برای رسیدن به نرخ‌های حرارتی بالاتر قابل رفع می باشد که این امر از نظر اقتصادی بسیار دارای اهمیت است. در این پژوهش عملکرد سه نوع افزاینده انتقال حرارت فنر مارپیچ، ماتریس با دانسیته کم و ماتریس با دانسیته زیاد، در جریان دوفازی آب ـ هوا در الگوی حبابی مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه‌ های به ‌دست آمده نشان دهنده آن است که افزاینده ‌های به‌ کار گرفته شده به ترتیب به میزان 48/26 ، 52 /37 و 12/59 درصد موجب افزایش ضریب انتقال حرارت شده ‌اند. مقایسه داده ‌های ضریب انتقال حرارت دوفازی آزمایشگاهی در الگوی حبابی و در لوله خالی با داده های مرجع انتخاب شده حاکی از میزان انحراف 89 /13 درصد می‌ باشد. همچنین برای محاسبه ضریب انتقال حرارت جابجایی سیال دوفازی درلوله خالی و لوله های مجهز به افزاینده، جداگانه از داده های آزمایشگاهی، رابطه ‌های جدیدی استخراج شده و مورد ارزیابی قرار گرفته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Ghajar A., "Non-Boiling Heat Transfer in Gas-Liquid Flow in Pipes", A Tutorial, Presented at ENCIT 2004 - 10th Brazilian Congress of Thermal Sciences and Engineering, Nov. 29 -- Dec. 03, (2004).
[2] Kim D., Ghajar A.J., Heat Transfer Measurements and Correlations for Air-Water Flow of Different Flow Patterns in a Horizontal Pipe, Experimental Thermal and Fluid Science, 25 (8), p. 659 (2002).
[3] Kreith F., Boehm R.F. et. al., "Heat and Mass Transfer, Mechanical  Engineering Handbook", Ed. Frank Kreith, Boca Raton,: CRC Press LLC,(1999).
[4] Bergles E., "Techniques to Enhance Heat Transfer, Handbook of Heat Transfer", Rohsenow W.M., Hartnett J.P.,Cho Y.I., eds., McGraw-Hill, New York, 11.1-11.76 , (1998).
[5] Mac Cabe W.L., Smith P.Harriot J.C .,"Unit Operations of Chemical Engineering", 6th ed, Mc Graw Hill, (2001).
[6] Jafari Nasr M.R., Polley G.T.; Should You Use Enhanced Tubes? , w3.cepmagazine.org , CEP, Apr. (2002).
[7] Wang L., Bengt S., Performance Comparison of Some Tube Inserts, Int. Comm. Heat Mass Transfer, 29(I), pp. 45-56, (2002).
[8] John M Ritchie, Transfer Phenomena in Tubes Fitted with Wire Inserts,
http://www eng.bham.ac. uk/chemical /pg/engd.index.htm