Investigation of flow structure and heat exchange formation in corrugated pipes at transient reynolds numbers

Bascova, Oleksandra; Voropaiev, Gennadii

doi:10.15587/1729-4061.2017.103880

Cited by 6 publications

(2 citation statements)

References 6 publications

(13 reference statements)

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…В данной работе основное внимание уделено взаимосвязи теплообмена в гофрированной трубе со структурой вихревого течения и возникающими низкочастотными пульсациями давления в рассмотренном диапазоне чисел Рейнольдса. В продолжение работы [6] выполнено исследование взаимосвязи локальной теплоотдачи и структуры течения в зависимости от отношения амплитуды волны гофра к ее длине на гофрированной поверхности в определенном диапазоне чисел Рейнольдса.…”

Section: постановка задачиunclassified

Influence of Geometry of Corrugated Surface on the Structure of Current and Intensity of Heat Transfer in a Pipe

Baskova¹,

Voropaiev²

2018

ENERHETYKA: ekonomika, tekhnolohiyi, ekolohiya

View full text Add to dashboard Cite

Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского» ВЛИЯНИЕ ГЕОМЕТРИИ ГОФРИРОВАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ НА СТРУКТУРУ ТЕЧЕНИЯ И ИНТЕНСИВНОСТЬ ТЕПЛООБМЕНА В ТРУБЕ Проведено численное моделирование тепловых и гидродинамических процессов в трубах с гофрированными вставками различных геометрических параметров. На основании двух веденных безразмерных параметров: длины волны k1=l/R и амплитуды гофрированной поверхности k3=2a/R выполнен анализ структуры вихревого течения в трубе и теплообмена на её поверхности. Показана взаимосвязь этих параметров с определяющим числом Рейнольдса Red и длиной начального участка трубы. Определено необходимое количество волн в зависимости от их длины для установления автомодельного режима течения. Найдено значение параметров k1, k3 в зависимости от числа Red, при которых значение перепада давления в гофрированной трубе минимально превышает значение перепада давления в гладкой трубе, а теплообмен максимален по сравнению с гладкой трубой. Полученные значения перепада давления в трубе с гофрированной вставкой не превышают значения в гладкой трубе более, чем на 4 %, что позволяет определять энергоэффективность труб с незагромождающим гофром только по значениям чисел Нуссельта. Ключевые слова: течение в трубе, интенсификация теплоотдачи, гидравлическое сопротивление, структура течения, завихренность потока, незагромождающий гофр. Вступление Гофрирование-один из наиболее распространенных методов структурирования теплообменных поверхностей, нашедший широкое применение при разработке новых и реконструкции уже существующих теплообменных аппаратов в энергетике и промышленности. Эффективность данного метода интенсификации теплообмена определяется прежде всего геометрией развитой поверхности. Правильный подбор геометрических параметров гофрирования позволяет не только увеличить коэффициент теплоотдачи, но и снизить сопутствующие гидравлические потери при соответствующем числе Рейнольдса. Анализу влияния геометрических параметров гофрированной поверхности в определенных диапазонах чисел Рейнольдса и Прандтля посвящено достаточно много робот [1-5]. Энергетическая эффективность структурированной поверхности, которая определяется отношением интенсивности теплообмена к гидравлическим потерям на ее осуществление, зависит и от режима течения, и от физических свойств теплоносителя, что и определяет индивидуальные свойства геометрии теплообменной поверхности. В зависимости от сочетания этих параметров теплоотдача может возрастать в несколько раз по сравнению с гладкой поверхностью при пропорциональном росте гидравлического сопротивления [3, 4]. Однако эффективной теплообменная поверхность становится только в случае, когда теплоотдача на ней возрастает существенно больше, чем ее гидравлическое сопротивление, что и определяет условие выбора геометрии теплообменной поверхности в заданном диапазоне чисел Рейнольдса. Общее гидравлическое сопротивление трубы можно варьировать с помощью частичного гофрирования поверхности, обеспечивающего накопление возмущений вниз по поток...

show abstract

Section: постановка задачиunclassified

Influence of Geometry of Corrugated Surface on the Structure of Current and Intensity of Heat Transfer in a Pipe

Baskova¹,

Voropaiev²

2018

ENERHETYKA: ekonomika, tekhnolohiyi, ekolohiya

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…There are many studies on the development and research of various designs of radiators, heat exchangers and cooling channels. Thus, Baskova, Voropaiev [37] showed that a corrugation of the channel allows increasing the heat transfer up to 30% with an increase in the hydraulic resistance by 1.05 times in the range of Reynolds numbers from 2 × 10 3 to 1.4 × 10 4 . In [38][39][40], finned lamellar radiators were studied, [17,38,39,41] dealt with needle-pin radiators.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 98%

Archives of Thermodynamics

Nikolaenko,

Baranyuk,

Rohachov

et al. 2020

View full text Add to dashboard Cite

Promising cooling systems for high-power electronic elements are those based on vapor chambers and heat pipes which allow for the local heat flow to be dispersed from the electronic element to a larger surface area of the vapor chamber or the heat pipe. To reduce the thermal resistance of the cooling system, a finned radiator is installed on the outer surface of the vapor chamber or heat pipe. The authors propose a new design of the radiator which increases the heat transfer efficiency. The paper presents results of numerical simulation of heat transfer and aerodynamic resistance of the heat transfer surface with lamellar-split finning. The comparative analysis of heat transfer and aerodynamics was carried out for three types of radiators: with lamellar smooth finning, with lamellar split finning and with the sections of split finning rotated 30 • against the air flow. It is shown that cutting the fins and rotating the split sections leads to an increase in heat transfer intensity and increase in aerodynamic resistance. The obtained results may be useful in the design of cooling systems for computer processors, power amplifiers for transmitting modules, energy-saving solid-state light sources, etc.

show abstract

Investigation of the flow structure and heat transfer intensity of surfaces with split plate finning

Baranyuk

Nikolaenko

Rohachov

et al. 2019

Thermal Science and Engineering Progress

View full text Add to dashboard Cite

Investigation of flow structure and heat exchange formation in corrugated pipes at transient reynolds numbers

Cited by 6 publications

References 6 publications

Influence of Geometry of Corrugated Surface on the Structure of Current and Intensity of Heat Transfer in a Pipe

Influence of Geometry of Corrugated Surface on the Structure of Current and Intensity of Heat Transfer in a Pipe

Archives of Thermodynamics

Investigation of the flow structure and heat transfer intensity of surfaces with split plate finning

Contact Info

Product

Resources

About