A correlation for optimum fin spacing of vertically-based rectangular fin arrays subjected to natural convection heat transfer

Bu çalışmada düşey yüzeyler üzerindeki, düşey kanatçıklar arasındaki optimum aralığı hesaplamak için yeni bir eş-ilişki geliştirilmiştir. Eş-ilişki literatürdeki deneysel sonuçlardan elde edilmiştir. Eş-ilişkiyi elde etmekte kullanılan deneysel sonuçların elde edildiği kanatçıkların aralığı 2,85 mm ile 85,5 mm arasında, kalınlığı 1 mm ile 19 mm arasında, uzunluğu 100 mm ile 500 mm arasında ve yüksekliği de 5 mm ile 90 mm arasında değişmektedir. Kanatçıkların taban sıcaklığı ile ortam sıcaklığı arasındaki fark 14 ºC ile 162 ºC, kanatçıkların oturduğu yüzeyin eni de 80 mm ile 250 arasında değişmektedir. Eş -ilişkiyi türetmede kullanılan boyutsuz parametreler asimptotların kesiştirilmesi olarak adlandırılan ve Yıldız ve Yüncü, 2004 den alınan yöntemle oluşturulmuştur. Bu boyutsuz parametreler ve literatürdeki 7 araştırmacının deneysel sonuçları kullanılarak geliştirilen eş-ilişki yardımı ile düşey yüzeyler üzerindeki, düşey kanatçıklar arasındaki optimum aralık ortalama %24 hata ile hesaplanabilmektedir.

Düşey yüzeyler üzerindeki, düşey kanatçıklar arasındaki optimum aralığı hesaplamak için yeni bir eş-ilişki

A new expression has been developed for prediction of the optimal fin spacing for vertical rectangular fins protruding from a vertical rectangular base. This expression was determined using the results of experimental investigation available in the literature over a wide range of test variables. Data collated from literature covered the range of fin spacing from 2.85 mm to 85.5 mm. The range of base-to-ambient temperature difference was quite extensive, from 14 ºC to 162 ºC. The fin length range was from 100 mm to 500 mm, the fin height from 5 mm to 90 mm, the fin thickness from 1 mm to 19 mm, the width of rectangular base plate from 180 mm to 250 mm. Its dimensionless parameters were formulated by the intersection of asymptotes method proposed in (Yildiz, and Yüncü, 2004). These dimensionless parameters correlate the experimental data of seven investigators. The expression resulting from this correlation predicted the experimental data within an average overall error of less then 24 percent.

PDF

___

Bejan, A., Convective Heat transfer, John Wiley & Sons, New York. 1984.
Güvenç, A. and Yüncü, H., An Experimental Investigation on Performance of Rectangular Fins on a Vertical Base in Free Convection Heat Transfer, Heat Mass Transfer, 37 (4-5), 409-416, 2001.
KO, Y. M., Leung, C. W. and Probert, S. D., Steady- State Free-Convective Cooling of Heat Exchangers with Vertical Rectangular Fins: Effect of Fin Material, Applied Energy, 34 (3), 181-191, 1989.
Leung, C. W., Probert, S. D., and Shilston, M. J., Heat Exchanger Design- Thermal Performances of Rectangular Fins Protruding from Vertical or Horizontal Rectangular Bases, Applied Energy, 20 (3), 123-140, 1985.
Leung, C. W., Probert, S. D., and Shilston, M.J., Heat Exchanger- Optimal Separation for Vertical Rectangular Fins Protruding from a Vertical Rectangular Base, Applied. Energy, 19 (2), 77-85, 1985.
Leung, C. W., Probert, S. D., and Shilston, M. J., Heat Transfer Performances of Vertical Rectangular Fins Protruding from Rectangular Bases: Effect of Fin Length, Applied Energy, 22 (4) 313-318, 1986.
Leung, C. W. and Probert, S. D., Heat - Exchanger Design - Optimal Uniform Thickness of Vertical Rectangular Fins Protruding Perpendicularly Outwards, at Uniform Separations, from a Vertical Rectangular Base, Applied Energy, 26 (2), 111-118, 1987.
Leung, C. W. and Probert, S. D., Thermal Effectiveness of Short-Protrusion Rectangular, Heat-Exchanger Fins, Applied Energy, 34 (1), 1-8, 1989.
Yazicioglu, B. and Yüncü, H., Performance of Rectangular Fins on a Vertical Base in Free Convection Heat Transfer, Heat Mass Transfer, 44 11-21, 2007.
Yildiz, Ş. and Yüncü, H., An Experimental Investigation on Performance of Annular Fins on a Horizontal Cylinder in Free Convection Heat Transfer, Heat and Mass Transfer, 40, 239-251, 2004.
Yüncü, H. and Anbar, G., An Experimental Investigation on Performance of Rectangular Fins on a Horizontal Base in Free Convection Heat Transfer, Heat Mass Transfer, 33 (5-6), 507-514, 1998.