HEAT TRANSFER INTENSIFICATION IN THE TUBES WITH CORRUGATED INSERTS OF “BLOCKING UP” TYPE

Authors

  • Oleksandra Oleksandrivna Baskova Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Ukraine https://orcid.org/0000-0003-2864-8995

DOI:

https://doi.org/10.20535/1813-5420.3.2018.164589

Keywords:

vortex flow structure, heat transfer intensification, hydraulic resistance, corrugation, cross section clamping, transition Reynolds numbers

Abstract

Numerical simulation of the thermal and hydraulic characteristics of the flow in the initial sections of tubes with corrugated inserts “blocking up” the cross section of the tube was carried out. The structure of the flow and the process of disturbance`s generation with a concomitant change in heat exchange at different degrees of clamping of the tube cross section in the range of transitional Reynolds numbers are investigated. The change in the thermal and hydraulic characteristics of tubes with corrugated inserts was shown depending on the degree of cross section local blocking and the Reynolds number in the considered ranges of geometric parameters in a transient flow regime. The features of the disturbances formation in the flow and their relationship with the energy efficiency of the heat exchange surface`s structuring were considered. The influence of the Reynolds number on the stagnant fluid zone formation in the goffers of considered amplitude and length ratio, as well as the effect of this zone on heat exchange processes, was determined. A comparison of the heat transfer intensity and the hydraulic resistance values of partially corrugated tubes with similar parameters in smooth tubes was made. The effect of perturbation generation beginning on the energy efficiency of tubes with a partially corrugated surface compared to smooth tubes in the range of transition Reynolds numbers was shown. The threshold values of the parameter k = a 2 / R 0 and the Reynolds number, at which it is possible to achieve the highest heat transfer intensity with minimal hydraulic losses in the considered range of Reynolds numbers, Prandtl numbers and geometrical parameters were determined.

References

Гортышов Ю.Ф. Теплогидравлическая эффективность перспективных способов интенсификации теплоотдачи в каналах теплообменного оборудования. Интенсификация теплообмена: монография / Ю.Ф. Гортышов, И.А. Попов, В.В. Олимпиев, А.В. Щелчков, С.И. Каськов ; под общ. ред. Ю.Ф.Гортышова. – Казань: Центр инновационных технологий, 2009. – 531 с.

Oviedo-Tolentino F. Experimental study of fluid flow in the entrance of a sinusoidal channel / F. Oviedo-Tolentino, R. Romero-Mendez, A. Hernandez-Guerrero, B. Giron-Palomares // International Journal of Heat and Fluid Flow.- 2008.- vol. 29.- N 5, pp. 1233-1239.

Niceno B. Numerical analysis of fluid flow and heat transfer in periodic wavy channels / B. Niceno, Nobile E. // International Journal of Heat and Fluid Flow. – 2001. – vol. 22. – P. 156-167.

Stasiek J. Investigation of flow and heat transfer in corrugated passages – 1 / Experimental results / J. Stasiek, M. W. Collins, M. Ciofalo, P. E. Chew // International Journal of Heat and Mass Transfer. – 2009. – vol. 52. – P. 3778-3789.

Guzman, A. M. Heat transfer enhancement by flow bifurcation in asymmetric wavy wall channels [Теxt] / A. M. Guzman, Maria J. Cardenas, Felipe A. Urzua, Pablo E. Araya // International Journal of Heat and Mass Transfer. – 2009. – Vol. 52. – Р. 3778–3789.

Vicente, P. G. Experimental investigation on heat transfer and frictional characteristics of spirally corrugated tubes in turbulent flow at different Prandtl numbers [Теxt] / P. G. Vicente, A. Garc, A. Viedma // International Journal of Heat and Mass Transfer. – 2004. – Vol. 47. – Р. 671–681.

Ривкин, С. Л. Термодинамические свойства воды и водяного пара [Текст] : справочник / С. Л. Ривкин, А. А. Александров ; Рек. Гос. службой стандартных справочных данных – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Энергоатомиздат, 1984. – 80 с. с ил.

O. Baskova Investigation of flow structure and heat exchange formation in corrugated pipes at transient Reynolds numbers / Baskova O., Voropaiev G. // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2017. – vol. 3/8 (87). – P. 40-45.

Downloads

Issue

No. 3 (2018): Power engineering: economics, technique, ecology

Section

ENERGY EFFICIENCY AND ENERGY SAVINGS

License

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  1. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  1. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).