Symulacja numeryczna charakterystyki cieplnej i przepływowej rur o przekroju eliptycznym

• Autorzy: Żukowski M.

Warianty tytułu

EN

Numerical simulation of thermal and flow performance of elliptical tubes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano charakterystykę cieplną i przepływową przewodów o przekroju elipsy. Jako narzędzie badawcze posłużyły symulacje numeryczne bazujące na algorytmach komputerowej mechaniki płynów. Obliczenia wykonano dla sześciu wartości stosunku promieni elipsy w_K: 1, 1.21, 1.44, 1.62 1.96 i 2.56 oraz czterech wartości liczby Reynoldsa z przedziału od 3600 do 72000. Na podstawie przeprowadzonej analizy stwierdzono, że zmiana wartości w_K, w rozpatrywanych granicach, wpływa na wzrost jednostkowych strat ciśnienia od 1.2% do 32.1% oraz zwiększenie strat mocy cieplnej od 0.7% do 16.7% w porównaniu do rurociągu o przekroju kołowym o tej samej powierzchni.

EN

This paper presents the thermal and flow characteristics of pipes with a cross-section of an ellipse. Numerical simulations based on algorithms of computational fluid dynamics were used as a research tool. The calculations were made for the six values of the ratio of the ellipse radius w_K: 1.0, 1.21, 1.44, 1.62, 1.96 and 2.56, and the four values of the Reynolds number range from 3600 to 72000. Based on the analysis it was found that change in the value w_K, in the analyzed limits, affects the increase in pressure loss from 1.2% to 32.1% and increase the heat loss from 0.7% to 16.7%, compared to the circular section tube of the same area.

Słowa kluczowe

PL

rury elipsoidalne; komputerowa mechanika płynów; wymiana ciepła; straty ciśnienia

EN

elliptical tubes; computational fluid dynamics CFD; heat transfer; pressure loss

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Symulacji Komputerowej
• Czasopismo: Symulacja w Badaniach i Rozwoju
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 5, nr 1
• Strony: 71--78
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Żukowski M.

• Politechnika Białostocka, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Katedra Ciepłownictwa, ul. Wiejska 45E, 15-351 Białystok

Bibliografia

• 1. Huang Y.M., Ho C.H.: Study of the Fluid Flow in the Elliptical Duct by the Method of Characteristics. Journal of Pressure Vessel Technology, Vol. 115, No. 1, pp. 80-84, 1993.
• 2. Harris D.K., Goldschmidt V.W.: Measurements of the overall heat transfer from combustion gases confined within elliptical tube heat exchangers. Experimental Thermal and Fluid Science, Vol. 26, pp. 33-37, 2002.
• 3. Wen-Lih Chen W.-L., Guo Z., Chen C.-K.: A numerical study on the flow over a novel tube for heat-transfer enhancement with a linear Eddy-viscosity model. International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 47, pp. 3431-3439, 2004.
• 4. Maia C.R.M., Aparecido J.B., Milanez L.F.: Heat transfer in laminar flow of non-Newtonian fluids in ducts of elliptical section. International Journal of Thermal Sciences, Vol. 45, 1066-1072, 2006.
• 5. Bahrami M., Yovanovich M.M., Culham J.R.: A novel solution for pressure drop in singly connected microchannels of arbitrary cross-section. International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 50, pp. 2492-2502, 2007.
• 6. Sivakumar K., Krishna Mohan N., Sivaraman B.: Performance analysis of elliptical heat pipe solar collector. Indian Journal of Science and Technology, Vol. 4, No. 1, pp. 4-7, 2011.
• 7. Sivakumar K., Krishna Mohan N., Sivaraman B.: Theoretical and Experimental Investigation of Elliptical Heat Pipe Flat Plate Solar Collector. IACSIT International Journal of Engineering and Technology, Vol. 4, No. 1, pp. 86-92, 2012.
• 8. Ragueb H., Mansouri K.: A numerical study of viscous dissipation effect on non-Newtonian fluid flow inside elliptical duct. Energy Conversion and Management, Vol. 68, pp. 124-132, 2013.

Uwagi

PL

Artykuł napisano w ramach realizacji pracy statutowej Katedry Ciepłownictwa Politechniki Białostockiej S/WBIIS/4/2014