การจำลองเชิงตัวเลขของการไหลแบบราบเรียบและลักษณะการถ่ายเทความร้อนในท่อกลมที่มีการติดตั้งแผ่นเกลียว
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาโดยใช้แบบจำลองเชิงตัวเลขของการถ่ายเทความร้อนสำหรับการไหลแบบราบเรียบในท่อกลมที่มีการติดตั้งแผ่นเกลียวเพื่อสร้างการไหลหมุนควง การคำนวณใช้วิธีปริมาตรสืบเนื่องและเลือกลำดับวิธีหาผลเฉลยแบบ SIMPLE โดยทำการศึกษาในช่วงการไหลที่ค่า Re = 100-2000 กำหนดให้ผิวท่อมีความร้อนแบบอุณหภูมิผิวคงที่ ความกว้างของแผ่นเกลียวต่อเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ (width ratio, w/D, WR) เท่ากับ 0.1 ระยะของการบิดของแผ่นเกลียวเมื่อบิดไป 360o ต่อเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ (pitch ratio, p/D, PR) เท่ากับ 2.0 และมีจำนวนแผ่นเกลียว (n) เท่ากับ 1, 2, 3 และ 4 แผ่น จากผลการวิจัยด้วยแบบจำลองเชิงตัวเลขแสดงให้เห็นว่าเมื่อทำการติดตั้งแผ่นเกลียวจะทำให้ของไหลบริเวณกลางท่อเกิดการหมุนควงไปยังบริเวณใกล้กับผนังท่อ ส่งผลให้ชั้นอุณหภูมิร้อนของของไหลที่อยู่ใกล้กับผนังท่อบางลง ทำให้การถ่ายเทความร้อนเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับท่อผิวเรียบ และพบว่าการเพิ่มขึ้นของจำนวนแผ่นเกลียวส่งผลให้ค่าการถ่ายเทความร้อนลดลงในขณะที่ตัวประกอบเสียดทานเพิ่มขึ้น และพบว่าจำนวนแผ่นเกลียว 1 แผ่น ให้ค่าสมรรถนะเชิงความร้อนสูงที่สุดเท่ากับ 1.71 ที่ค่า Re=2000
Article Details
บทความนี้เป็นลิขสิทธิ์ของวารสาร Engineering Transactions คณะวิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร
เอกสารอ้างอิง
S.V. Patankar, C.H. Liu and E.M. Sparrow, “Fully developed flow and heat transfer in ducts having streamwise-periodic variations of cross-sectional area”, Journal of Heat Transfer, vol. 99, pp. 180-186, 1977.
J. Guo, M. Xu and L. Cheng, “Numerical investigations of circular tube fitted with helical screw-tape onserts from the viewpoint of field synergy principle”, Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, vol. 49, pp. 410-417, 2010.
P. Sivashanmugan and S. Surech, “Experimental studies on heat transfer and friction factor characteristics of laminar flow through a circular tube fitted with helical screw-tape inserts”, Applied Thermal Engineering, vol. 26, pp. 1990-1997, 2006.
P. Sivashanmugan and S. Surech, “Experimental studies on heat transfer and friction factor characteristics of turbulent flow through a circular tube fitted with helical screw-tape inserts”, Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, vol. 46, pp. 1292-1298, 2007.
P. Sivashanmugan and S. Surech, “Experimental studies on heat transfer and friction factor characteristics of laminar flow through a circular tube fitted with regularly spaced helical screw-tape inserts”, Experimental Thermal and Fluid Science, vol. 31, pp. 301-308, 2007.
H. Karakaya and A. Durmus, “Heat transfer and exergy loss in conical spring turbulators”, International Journal of Heat and Mass Transfer, vol. 60, pp. 756-762, 2013.
K. Nanan, C. Thianpong, P. Promvonge and S. Eiamsa-ard, “Investigation of heat transfer enhancement by perforated helical twisted-tapes”, International Communications in Heat and Mass Transfer, vol. 52, pp. 106-112, 2014.
K. Nanan, K. Yongsiri, K. Wongcharee, C. Thianpong and S. Eiamsa-ard, “Heat transfer enhancement by helically twisted tapes inducing co- and counter-swirl flows”, International Communications in Heat and Mass Transfer, vol. 46, pp. 67-73, 2013.
S. Eiamsa-ard, K. Yongsiri, K. Nanan, and C. Thianpong, “Heat transfer augmentation by helically twisted tapes as swirl and turbulence promoters”, Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, vol. 60, pp. 42-48, 2012.
S.V.Patankar, Numerical Heat Transfer and Fluid Flow, McGraw-Hill, New York.
F. Incropera and P.D.Dewitt,Introduction to Heat Transfer, 3rd edition John Wiley & Sons Inc.
