Plastik boruların dikdörtgen kesitli helisel kanallarla soğutulmasının deneysel ve nümerik analizi
Plastik boruları dış yüzeylerinden dikdörtgen kesitli helisel kanallar ile soğutan kalibrelerde türbülanslı akışta ısı taşınımı deneysel ve nümerik incelenmiştir. Dikdörtgen kesitli helisel kanalın iç duvarını yatay yönde sabit hızda ilerleyen plastik borunun dış yüzeyi, diğer üç duvarını ise hareketsiz ve adyabatik kabul edilen kalibrenin iç yüzeyleri oluşturmaktadır. Türbülanslı akışta ısı geçişinin nümerik çözümleri, bilgisayarda FLUENT® ticari yazılım programı ile RNG $k-epsilon$ türbülanslı akış çözüm modeli kullanılarak yapılmıştır. Deneysel ve nümerik çözüm sonuçların birbirine oldukça yakın olması nümerik çözümde kullanılan model, metod ve algoritma seçimlerinin oldukça uygun olduğunu göstermiştir. Nümerik çözümden elde edilen sonuçlar yardımıyla helisel kanalda Re ve helis iç duvarı $Nu_c$ sayılarını f (a,b,R,Vp,Vj,v) parametrelerine bağlı olarak hesaplayan bağıntılar geliştirilmiş ve bu bağıntılar ile deneylerden elde edilen değerler karşılaştırılarak sonuçlar geçerli kılınmıştır.
Experimental and numerical analysis of cooling of plastic pipes by rectangular cross-sectioned helical coils
Turbulent forced convection in calibrators which cool plastic pipes from their outer surfaces with its rectangular cross-sectioned helical ducts was studied both numerically and experimentally. The inner wall of the rectangular cross-sectioned helical duct was formed from the outer surface of the plastic pipe which was moving horizontally with a constant speed, the remaining three walls of the duct were formed from the stationary and adiabatic inner surfaces of the calibrator. Very close experimental and numerical solutions showed that the choice of the models, methods and algorithms which were used in numerical computations were appropriate. By the help of numerical solutions, correlations for helical coil Re and inner wall $Nu_c$ numbers as a function of f (a, b, R, VP, V;, v) parameters were developed and the solutions of the new correlation were validated with the experimental results.
___
- Bayazıtoğlu, Y., Eason, R.M., Meade, A., Enhancement of Heat Transfer in Square Helical Ducts, Int. J. Heat Mass Transfer, 137, 14, 2077-2087, 1994.
- Bolinder, C.J., Sunden, B., Numerical Prediction of Laminar Flow and Forced Convective Heat Transfer in a Helical Square Duct with a Finite Pitch, Int. J. Heat Mass Transfer, 39, 15, 3101-3115,1996.
- Butuzov, A.I., Bezrodnyy, M.K., Pustovit, M.M., Hydroulic Resistance and Heat Transfer in Forced Flow in Rectangular Coiled Tubes, Heat Tr. Sov. Res., 7, 4, 84-88, 1975.
- Dravid, A.N., Smith, K.A., Merrill, E.W., Brian, P.L.T., Effect of Secondary Fluid Motion on Laminar Flow Heat Transfer in Helically Coiled Tubes, AlChe Journal, 17, 5, 1114-1122, 1971.
- Kadambi, V., Heat Transfer and Pressure Drop in a. Helically Coiled Rectangular Duct, ASME Paper, 83,WA/HT-1, 1983.
- Li, L.J., Lin, C.X., Ebadian, M.A., Turbulent Mixed Convective Heat Transfer in the Entrance Region of a Curved Pipe with Uniform Wall Temperature, International Journal of Heat and Mass Transfer, 41, 3793-3805, 1998.
- Patankar, S.V., Pratap, V.S., Spalding, B., Prediction of Laminar Flow and Heat Transfer in Helically Coiled Pipes, J. Fluid Mechanics, 62, 3, 539-551, 1974.
- Patankar, S.V., Pratap, V.S., Spalding, B., Prediction of Turbulent Flow in Curved Pipes, J. Fluid Mech., 67, 583-595, 1975.
- Srinivasan, P.S., Nandapurkar, S.S., Holland, F.A., Friction Factors for Coils, Trans. Inst. Chem. Eng., 38, T156-T161, 1970.
- Yakhot, V., Orszag, S.A., Devolepment of Turbulence Models for Shear Flows by a Double Expansion Technique, Physics of Fluids A., 4, 7, 1510-1520, 1986.
- Yang, G., Ebadian, M.A., Turbulent Forced Convection in Helicoidal Pipe with Substantial Pitch, Int. J. Heat Transfer, 39, 10, 2015-2022, 1996.
- Fluent® Kullanım Kılavuzu, Fluent Incorporated Centerra Resource Park, Lebanon, 1998
- Kaya, O., Plastik Boru Ekstrüder Kalibrelerinde Isı Transferinin İyileştirilmesi, Doktora Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi, İstanbul, 2002.
- ISSN: 1300-3615
- Yayın Aralığı: Yılda 2 Sayı
- Başlangıç: 1977
- Yayıncı: TÜRK ISI BİLİMİ VE TEKNİĞİ DERNEĞİ
Sayıdaki Diğer Makaleler
Binalardaki pencere çıkıntılarının ısı kazanç ve kayıplarına olan etkilerinin analizi
İrfan KURTBAŞ, Fevzi GÜLÇİMEN, Aydın DURMUŞ
Elektrik ark fırınında kimyasal ekserji potansiyelinin elde edilmesi
Plastik boruların dikdörtgen kesitli helisel kanallarla soğutulmasının deneysel ve nümerik analizi
Elektroliz yöntemiyle hidrojen üretimine çeşitli parametrelerin etkisi
Kemal ALDAŞ, Nur PEHLİVANOĞLU, Mahmut MAT
Numerical investigation of buoyancy driven heat transfer in finite horizontal parallel plates