Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của thông số hình học và dòng chảy đến hiệu suất exergy của thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống dạng xoắn bằng phương pháp mô phỏng CFD
Email tác giả liên hệ:
luannt@hcmute.edu.vnDOI:
https://doi.org/10.54644/jte.63.2021.71Từ khóa:
Thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống, thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống dạng xoắn, mô phỏng CFD, hiệu suất exergy, phương pháp thực nghiệm đáp ứng bề mặtTóm tắt
Bài báo trình bày nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của thông số hình học và thông số vận hành đến hiệu suất exergy của thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống dạng xoắn bằng mô phỏng số (CFD). Hiệu suất exergy được khảo sát thông qua bố trí thí nghiệm theo phương pháp đáp ứng bề mặt. Các mô hình toán học liên quan đến phương trình năng lượng, hiệu suất trao đổi nhiệt, hiệu suất exergy được phân tích bằng phần mềm EES (Engineering Equation Solver). Kết quả nghiên cứu cho thấy, hiệu suất exergy của thiết bị tăng khi tăng số Reynolds của dòng nước nóng, giảm số Reynolds của dòng nước lạnh, tăng đường kính vòng xoắn, giảm bước vòng xoắn. Trong phạm vi khảo sát với số Reynolds của nước nóng và lạnh lần lượt là Reh = 9000 ÷ 27000, Rec = 10000 ÷ 30000, đường kính vòng xoắn từ Dc = 60 ÷ 120 mm, bước vòng xoắn hc = 20 ÷ 30 mm thì hiệu suất exergy của thiết bị tốt nhất đạt he = 6,607% ứng với trường hợp Reh = 27000, Rec = 10000, Dc =90 mm (Dc/d = 6), hc=25 mm (hc-d = 10 mm).
Tải xuống: 0
Tài liệu tham khảo
Hang, L,, et al,, Compound heat transfer enhancement for shell side of double-pipe heat exchanger by helical fins and vortex generators, Heat and Mass Transfer, 48(7), p,1113-1124, 2012. DOI: https://doi.org/10.1007/s00231-011-0959-5
Sheikholeslami, M,, M, Gorji-Bandpy, and D,D, Ganji, Experimental study on turbulent flow and heat transfer in an air to water heat exchanger using perforated circular-ring, Experimental, Thermal and Fluid Science,70, p,185-195, 2016. DOI: https://doi.org/10.1016/j.expthermflusci.2015.09.002
Braga, C, and F, Saboya, Turbulent heat transfer, pressure drop and fin efficiency in annular regions with continuous longitudinal rectangular fins, Experimental thermal and fluid science, 20(2), p,55-65, 1999. DOI: https://doi.org/10.1016/S0894-1777(99)00026-6
Yang, R, and F,P, Chiang, An experimental heat transfer study for periodically varying-curvature curved-pipe, International journal of heat and mass transfer, 45(15), p,3199-3204, 2002. DOI: https://doi.org/10.1016/S0017-9310(02)00023-6
Dizaji, H,S,, S, Jafarmadar, and F, Mobadersani, Experimental studies on heat transfer and pressure drop characteristics for new arrangements of corrugated tubes in a double pipe heat exchanger, International Journal of Thermal Sciences, 96, p,211-220, 2015. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2015.05.009
Prabhanjan, D,, G, Raghavan, and T, Rennie, Comparison of heat transfer rates between a straight tube heat exchanger and a helically coiled heat exchanger, International communications in heat and mass transfer, 29(2), p,185-191, 2002. DOI: https://doi.org/10.1016/S0735-1933(02)00309-3
Yang, G,, Z, Dong, and M, Ebadian, Laminar forced convection in a helicoidal pipe with Finite pitch, International Journal of Heat and Mass Transfer, 38(5), p,853-862, 1995. DOI: https://doi.org/10.1016/0017-9310(94)00199-6
Rennie, T,J, and V,G, Raghavan, Experimental studies of a double-pipe helical heat exchanger, Experimental Thermal and Fluid Science, 29(8), p,919-924, 2005. DOI: https://doi.org/10.1016/j.expthermflusci.2005.02.001
Mashoofi, N,, et al,, Fabrication method and thermal-frictional behavior of a tube-in-tube helically coiled heat exchanger which contains turbulator, Applied Thermal Engineering, 111, p,1008-1015, 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2016.09.163
Fouda, A,, et al,, Thermal performance modeling of turbulent flow in multi tube in tube helically coiled heat exchangers, International Journal of Mechanical Sciences, 135, p, 621-638, 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2017.12.015
Kumar, V,, et al,, Pressure drop and heat transfer study in tube-in-tube helical heat exchanger, Chemical Engineering Science, 61(13), p,4403-4416, 2006. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ces.2006.01.039
Ma, H, et al,, Experimental study on heat pipe assisted heat exchanger used for industrial waste heat recovery, Applied energy, 169: p, 177-186, 2016. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2016.02.012
A. Durmus, Heat exchanger and exergy loss in a concentric heat exchanger with snail entrance, Int. Commun. Heat Mass Transfer 29 (3), 303–312, 2002. DOI: https://doi.org/10.1016/S0735-1933(02)00320-2
Hu, Q. G., Zhang, M., Mujumdar, A. S., Xiao, G. N., & Sun, J. C.Drying of edamames by hot air and vacuum microwave combination. Journal of Food Engineering, 77(4), 2006. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2005.08.025
Tải xuống
Đã Xuất bản
Cách trích dẫn
Giấy phép
Tác phẩm này được cấp phép theo Giấy phép quốc tế Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 .
Bản quyền thuộc về JTE.
