تحلیل آزمایشگاهی و عددی جریان سیال درون لوله اعوجاجی مجهز به نوارهای پیچی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای مکانیک تبدیل انرژی،پردیس دانشگاهی،دانشگاه گیلان، رشت، ایران

2 دانشیار و عضو هیئت علمی گروه مکانیک- دانشکده فنی- دانشگاه گیلان

چکیده

در مطالعه حاضر به شبیه سازی عددی جریان سیال نیوتنی و غیر نیوتنی درون لوله اعوجاجی مجهزشده به نوارهای پیچی معمولی و شیاردار(v شکل)در شرایط مرزی شار ثابت با استفاده از روش عددی حجم محدود پرداخته است. جهت اعتبارسنجی نتایج مربوط به شبیه سازی عددی، نتایج با معادلات تجربی محققان دیگرمقایسه شده است. در این تحلیل از آب به عنوان سیال نیوتنی و از 0.2 درصد وزنی کربوکسی میتل سلولز در آب به عنوان سیال غیر نیوتنی استفاده شده و محدوده تغییرات اعداد رینولدز برای سیالات نیوتنی و غیر نیوتنی به ترتیب برابر با(5300 تا 25700) و (2400 تا 6800)در نظر گرفته شده است. در این مطالعه تاثیرات استفاده از مدل های مختلف درهمی جریان، اعمال شارهای حرارتی متغیر و نیز شیار روی نوار، بر روی عدد ناسلت و ضریب اصطکاک بررسی شده است.همانطور که از مقایسه نتایج بر می آید استفاده از مدل استاندارد κ-ω در جریان درهمی سیال نیوتنی ومدلκ-ε برای سیال غیر نیوتنی با شرایط یکسان، نسبت به مدل های دیگر مناسب تر است. برای سیال نیوتنی متوسط اختلاف نتایج برای عدد ناسلت برای نوارپیچی ساده و شیاردار به ترتیب کمتر از 15.2 و 14.4 درصد خواهد بود، از طرفی برای سیال غیر نیوتنی متوسط مقدار اختلاف برای عدد ناسلت برای نوارپیچی ساده کمتر از 18 درصد خواهد بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Numerical and experimental analysis for fluid flow inside corrugated tube equipped with twisted tapes

نویسندگان [English]

  • Hossein Ghalyanchi Langeroudi 1
  • Kourosh Javaherdeh 2
1 PhD student of Department of Mechanical Engineering, ,University Campus 2, University of Guilan, Rasht, Iran,
2 Instructor of Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, University of Guilan
چکیده [English]

In present paper is to study numerical simulation by using Finite volume method for Newtonian and non-Newtonian fluid flow inside corrugated tube equipped with typical twisted tape (TT) and V-cut twisted tape (VTT) at constant heat flux. For validation of this simulation, this results compared with empirical correlations of researchers. In this analysis water was as Newtonian fluid and 0.2 wt % carboxymethyle cellulse (CMC) in water was as a non-Newtonian fluid, the range of Reynolds number for Newtonian and non-Newtonian fluid varied (5300 to 25700) and (2400 to 6800) respectively. In this analysis, the effects of using different turbulence models, variable heat flux and creating V-cut on Nusselt number and friction factor is investigated. The obtained results showed that standard κ -ω model of turbulence for Newtonian fluid is a proper model rather than the other models and it had good agreements between experimental data, and the average differences for Nusselt number in typical and V-cut twisted tapes were less than 15.2% and 14.4% respectively. On other hand, in identical condition for non-Newtonian fluid, using of standard κ - ε model of turbulence is a proper model and the average differences on Nusselt number for typical twisted tape were less than 18%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • CFD
  • Twisted tape
  • Corrugated tube
  • Nusselt number
  • Friction factor