Investigation of heat transfer enhancement of a circular tube fitted with a wire coil around a wire coil
Bir sarmal tel etrafında sarmal tel içeren borunun ısı transferi iyileştirmesinin incelenmesi
- Tez No: 498062
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. FUAT YILMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: wire coil insert around a wire coil, heat exchanger, ANSYS, heat transfer enhancement efficiency, CFD, wire coil
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gaziantep Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 109
Özet
Isı değiştiricilerinin hemen hemen tüm büyük sanayilerde yaygın kullanımları vardır. Geliştirilmiş ısı transferi performansı ve operasyonel esneklik, ısı eşanjörleri alanında çok dikkat çeken iki bölümdür. Isı eşanjörlerinin farklı endüstrilerde etkin bir şekilde kullanılması, ısı transferi ve basınç düşüşü verilerinin kesin kararlığını gerektirir. Bu tez çalışmasının temel amacı, ticari bir geliştirilmiş tüp içi geçişimli elemanın termo hidrolik performanslarının ANSYS Fluent v17 kullanarak sayısal simülasyon teknikleri yardımıyla değerlendirmesini yapmaktır. SOLID WORKS 2014'de tüp eşanjöründeki tel bobin etrafında bir tel bobinin geometrik tasarımı yapılmıştır. Nusselt sayısı ve sürtünme faktörü belirlemek için kararlı durum akışında tek fazlı bir analiz yapıldı. Bir sarmal tel etrafında sarmal tel içeren boru içerisindeki türbülanslı konveksiyonlu ısı transferinin iyileştirmesi sayısal olarak incelenmiştir. Test bölgesi 510 mm uzunluğunda ve 16 mm çaplı pürüzsüz borudan oluşmuştur ve çift telli bobin insertinin uzunluğu 500 mm dir. Tel bobin elemanların dış çapları 14.5 mm ve 14 mm'ye eşittir. Tel bobin etrafında tel bobin elemanının dairesel, üçgen, kare kesitlerden oluşan altı tipi incelendi. Birinci tasarımda, boru çapı 16 mm, ikincil bobinin tel çapı 1,44 mm ve insert çapı 14,5 mm. İkinci tasarımda ise, boru çapı 16mm, ikincil bobinin tel çapı 2.72 mm ve insert çapı 14mm'dir. Reynolds sayı aralığı 5000 ile 25000 arasında uygulanmıştır. Test bölümünde boru duvarına sabit bir ısı akış miktarı çalışılmıştır. Reynolds sayısının çalışma aralığındaki sonuçlar göstermiştirki TW1 ve TW2'nin Nusselt sayılarısırasıyla % 72-191.247 ve % 70-175 aralığında düz borudan daha yüksektir. SW1 ve SW2 için sonuçlar % 61.133 ila % 155.636 ve % 59.73 ila % 144 aralığında ve CW1 ve CW2 için sonuçlar sırasıyla % 49 ila % 124.13 ve % 46.851 ila % 107.382 aralığında bulunmuştur. Anlaşıldığı üzere, üçgen kesitli tel bobin etrafındaki üçgen kesitli tel tasarımı en yüksek Nusselt sayısı oranını vermiştir. Anahtar kelime: tel bobin etrafında tel bobin olan geçişimli eleman, ısı değiştirici, ANSYS, ısı transferi arttırma verimliliği, CFD, tel bobin.
Özet (Çeviri)
Heat exchangers have overall use in nearly all major industries world enormous. Enhanced heat transfer performance and operational resilience are two very remarkable portions of newfangled heat exchangers. Effective use of heat exchangers in different industries requires exact resoluteness of heat transfer and pressure drop data. The main objective of this thesis work is to report thermo hydraulic performance evaluation of a commercial enhanced tube using numerical simulation techniques in a heat exchanger using ANSYS Fluent v17.A wire coil insert around a wire coil in tube heat exchanger was designed in SOLID WORKS 2014. The heat exchanger was configured. Steady state single phase analyses were performed to determine Nusselt number and friction factor. The enhancement of turbulent convective heat transfer inside pipes by means of wire coil insert around a wire coil as an augmented device is numerically studied. The test section consisted of a smooth tube of 510mm long and 16 mm diameter and length of the double wire coil insert is equal to 500 mm. The outer diameters of the wire coil insert around a wire coil insert are equal to the14.5mm and 14mm. Six different cases of circular, triangular, square of the wire coil insert around a wire coil were investigated. As a first design case, pipe diameter is 16 mm, secondary pitch coil diameter is 1.44 mm, and diameter of insert 14.5mm. As a second design case, pipe diameter is equal 16mm, secondary pitch coil diameter is 2.72 mm, and the insert diameter is 14mm. The range of Reynolds numbers was between 5000 and 25000. A constant heat flux technique was exposed to pipe wall in the test section. Results in the study range of Reynolds number showed that the Nusselt number of TW1 and TW2 were higher than a smooth pipe in the range of 72% to 191.247,and 70% to 175%, respectively For SW1 and SW2, results were in the range of 61.133% to 155.636 and 59.73% to 144%, and for CW1 and CW2, results were in the range of 49% to 124.13% and 46.851% to 107.382%, respectively. So the triangular section wire coil around a triangular section wire coil was given the highest ratio.
Benzer Tezler
- Numerical investigation of heat transfer enhancement on the effect of adding (AL2O3) nanoparticles to water flow in a horizontal tube inserted pentagon rings
Boru içi akışta suya (AL2O3) nano partikül takviyesi ve beşgen kesitli halka elemanlar yerleştirilmesi ile ısı transferini iyileştirilmesinin sayısal olarak incelenmesi
MUQDAD KHAMEES HAMEED AL-JANABI
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VEYSEL ÖZCEYHAN
- Parametric study of heat transfer and pressure drop characteristics in a tube using different types of inserts
Farklı türde uçlar kullanan bir tüpte ısı aktarımı ve basınç düşmesi özelliklerinin parametrik incelemesi
LUAY BADR HAMAD AL-DOORI
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Makine MühendisliğiTürk Hava Kurumu ÜniversitesiMakine ve Uçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HABIB GHANBARPOURASL
- Isı değiştiricilerde farklı delikli konik halkaların ısı transferi ve basınç düşümüne etkisinin sayısal yöntemlerle incelenmesi
Investigation of the effect of different perfored conical rings on heat transfer and pressure drop in heat exchangers using numerical methods
MEHMET BURAK KALFA
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERMAN ASLAN
- Boru içine yerleştirilen türbülatörlerin ısı transferi ve akış karakteristiklerinin sayısal olarak incelenmesi
Numerical investigation of the heat transfer and flow characteristics of turbulators placed in tubes
NURULLAH BADEMCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiBatman ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EŞREF BAYSAL
- Dairesel kesitli borularda geçici rejimde ısı transferinin deneysel incelenmesi
Experimental investigation of transient heat transfer in acircular tube
HAYDAR KÜÇÜK
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Makine MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TEOMAN AYHAN