Numerical investigation on thermal performance of coiled tube with helical corrugated wall

Darzi, A. Ali Rabienataj; Abuzadeh, Mohamad; Omidi, Mohamad

doi:10.1016/j.ijthermalsci.2020.106759

Cited by 24 publications

(4 citation statements)

References 38 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…By comparing the effect of adding fins to the coiled tube with helical corrugation on the coiled tube performed by Rabienataj Darzi et al 38 and also dimpled coiled tube performed by Zheng et al, 39 it can be observed that the fins can augment the heat transfer as well as helical corrugation and dimple roughness. Meanwhile, helical corrugation and dimple roughness increase the friction factor in contrast to adding fins.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

A numerical study of flow behavior in the shell and helical finned‐tube heat exchanger

et al. 2021

View full text Add to dashboard Cite

Extended surfaces mostly aim to improve the heat transfer upon increasing the area of heat transfer. In this paper, the influence of using fins on flow behaviors and the heat transfer of the shell and tube heat exchanger has been investigated. In this regard, the present results are verified with available experimental data in the literature for a helical tube without fins. The effects of fin density (fin per inch), its height, and material have been studied on the heat transfer rate. In addition, the effects of radial pitch and the number of coil loops are studied. The results indicate that implementing extended surfaces significantly increases the heat transfer rate. The increase of fin density from 8 to 12 and the height from 11.5 to 13.5 mm enhances heat transfer up to 48% and 43% depending on Dean number, respectively. The rise of coil pitch augments the overall heat transfer, and it is more efficient at lower Dean numbers. The predicted results also show that the fin material does not have any significant effect on heat transfer.

show abstract

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

A numerical study of flow behavior in the shell and helical finned‐tube heat exchanger

et al. 2021

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Một số nghiên cứu có thể kể đến như nghiên cứu về tương tác dòng chảy với thành rắn và ứng dụng giảm lực cản tác động lên phương tiện giao thông vận tải thông qua sử dụng phương pháp mô phỏng số [9], [10]. Nghiên cứu dòng khí vận chuyển qua van cấp khí lên đường ống vận chuyển trong hệ thống thải tro bay nhiệt điện, quá trình truyền nhiệt và làm mát trong hệ thống nhà máy nhiệt điện [11], [12]. Trong điều kiện thực nghiệm còn khó khăn, việc áp dụng các công cụ mô phỏng số trong nghiên cứu đã góp phần thúc đẩy mạnh các lĩnh vực nghiên cứu quan trọng trong kỹ thuật mà thực nghiệm không thực hiện được hoặc không có điều kiện thực nghiệm như hiện nay.…”

Section: đặT Vấn đềunclassified

“…Trong nghiên cứu này, đặc tính dòng chảy qua van cấp tro bay lên đường ống vận chuyển trong hệ thống vận chuyển tro bay về silo được thực hiện khảo sát thông qua sử dụng công cụ mô phỏng số thương mại Solidwords, Ansys-Fluent v.14.5 [6]- [12]. Miền không gian tính toán được giới hạn bởi kích thước bao của van, đường ống và miệng phễu gom tro APH (Hình 3).…”

Section: Hình 3 Mô Hình Và Các đIều Kiện Thiết Lập Cho Bài Toán Mô Phỏngunclassified

Khảo Sát Dòng Vật Liệu Qua Van Cấp Tro Lên Đường Ống Vận Chuyển Trong Hệ Thống Thải Tro Bay Nhiệt Điện

Cường¹,

Lương²,

He³

2021

TNUJST

View full text Add to dashboard Cite

Hệ thống thải tro bay nhiệt điện được thiết kế nhằm đảm bảo việc thu gom và xử lý chất thải từ lò đốt nhà máy nhiệt điện bao gồm tro bụi và tro xỉ thải từ lò đốt, để xử lý theo yêu cầu tái sử dụng trước khi thải ra môi trường. Theo đó, các hệ thống thu gom tro bay, lọc bụi và xử lý chất thải được thiết kế trong hệ thống thải tro. Trong bài báo này, một số kết quả nghiên cứu đặc tính dòng vật liệu qua van cấp tro lên đường ống vận chuyển trong hệ thống thải tro bay được thực hiện thông qua sử dụng công cụ mô phỏng số. Theo đó các đặc trưng dòng vật liệu chuyển động qua van cấp tro bay từ hệ thống gom tro bay lên đường ống vận chuyển tro bay đến silo tro bay được thực hiện. Kết quả mô phỏng dòng vật liệu qua van cấp như đường dòng, phân bố vận tốc, áp suất dòng vật liệu qua van lên đường ống vận chuyển là cơ sở cần thiết cho việc thiết kế kết cấu bề mặt đĩa van, gia cường, bảo dưỡng đĩa van cũng như đưa ra các phương án vận hành hiệu quả cho hệ thống.

show abstract

“…Devido à complexidade dos perfis de velocidade e de temperatura e por não haver solução analítica para esses fenômenos em tubos helicoidais, diversos estudos têm utilizado softwares de modelagem matemática e simulação numérica para estudar processos que há escoamento e troca térmica (ABUSHAMMALA et al, 2020;DARZI;ABUZADEH;OMIDI, 2021;DEWANGAN;KUMAR, 2020;ZÄHRINGER, 2020;XU et al, 2021;ZHENG;XIE;ZHANG, 2018).…”

Section: Lista De Figurasunclassified

Desenvolvimento de um modelo semiempírico bidimensional para representar o fenômeno tridimensional de escoamento laminar e transferência de calor em um tubo helicoidal.

Fortes

View full text Add to dashboard Cite

The high mixing rate in laminar flow in helical pipes is an important characteristic in heating or cooling processes of fluids. In this work, a two-dimensional (2D) semiempirical model based on a straight tube was proposed to represent laminar flow and heat transfer in a helical tube and a three-dimensional (3D) model was developed to study the phenomenon of secondary flow and heat exchange enhancement. To adjust the 2D model, isothermal residence time distribution (RTD) experiments were carried out in a helical tube with flow of a glycerin/water mixture and a carboxymethyl cellulose (CMC) solution at flow rates from 0.5 to 2.0 L/min. RTD models were fitted to the experimental data.Heating and cooling experiments were conducted in the helical tube with flow of both fluids under different flow and temperature conditions, immersed in an ultrathermostatic water bath. Appropriate boundary conditions were applied to the models and mesh independency studies provided the mesh for the computational domain discretization of each model. Simulations were performed using the finite difference method for the 2D model and the finite element method for the 3D model under the experimental heating and cooling conditions. The velocity profile corresponding to the 𝑦-laminar RTD model (best fit) was included in the 2D model, and the outlet temperatures from the heating and cooling experiments were specified in the 2D model simulations to determine the heat transfer enhancement factor (𝐹). This factor was correlated with the Reynolds number and had a limit value of 𝐹 = 1 when there was no enhancement of heat transfer. The 3D model simulations for a cooling case with the CMC solution allowed the identification of Dean vortices in the flow, which were more evident at the higher flow rate (1.5 L/min).The 2D model simulations were completed in about 1 minute and had low consumption of RAM memory (1 GB), while the 3D model took up to 4 days to complete simulations with high consumption of RAM (250 GB). The fast simulations and the good temperature prediction of the 2D model can be used for predictive control in thermal processes, especially when it is necessary to have the temperature profile along the tube and not just the outlet temperature; however, since it is a semi-empirical model, it requires adjustments based on experimental data.

show abstract

Numerical investigation on thermal performance of coiled tube with helical corrugated wall

Cited by 24 publications

References 38 publications

A numerical study of flow behavior in the shell and helical finned‐tube heat exchanger

A numerical study of flow behavior in the shell and helical finned‐tube heat exchanger

Khảo Sát Dòng Vật Liệu Qua Van Cấp Tro Lên Đường Ống Vận Chuyển Trong Hệ Thống Thải Tro Bay Nhiệt Điện

Desenvolvimento de um modelo semiempírico bidimensional para representar o fenômeno tridimensional de escoamento laminar e transferência de calor em um tubo helicoidal.

Contact Info

Product

Resources

About