İkizkenar üçgen kesitli sarmal tellerin ısı transferi performansları

Isı transferi iyileştirme çalışmaları, termik sistemlerin geliştirilmesine paralel olarak yoğun bir şekilde devam etmektedir. Isı transferinin teşviki, enerji sağlanması ve maliyet etkinliği sağladığından, ısı transferi geliştirme tekniklerine odaklanmak ve verimliliği artırmak talep edilmektedir. Bir ikizkenar üçgen kesitli sargılı tel ve bir tüp içine yerleştirilmiş bükülmüş bant kullanılarak hava akışının ısı transferinin güçlendirilmesi, Reynolds sayısı 4000 ila 20,000 aralığında türbülanslı akış rejimi altında araştırılmıştır. Döngüsel akışın üç farklı hatve oranına için (P/D = 1, 2 ve 3) simülasyon tekniği kullanılmıştır. İkizkenar üçgen yan uzunluğunun tüp çapına oranları (a/D) 0,2, 0,4, 0,6, 0,8 ve 0,93'tür. Bükülmüş bantın tüp duvarından uzaklığı 2 mm'dir. Sabit giriş sıcaklığı ile sabit ısı akışı koşullarında türbülanslı akış rejiminde Nusselt sayısı (Nu) ile temsil edilen ısı transferi artırımı ve sürtünme faktörü (f) Ansys FLUENT programı kullanılarak akış alanı içindeki termal ve akışın fiziksel davranışlarını anlamak için sayısal yöntem kullanılmıştır. Sonuçlar, ortalama Nusselt sayısı, sürtünme faktörü, hız konturu ve türbülans kinetik enerji konturu olarak sunulmuştur. Sonuçlar, bükümlü bant ve ikizkenar sarmal telin kullanımının, düz boruya kıyasla ısı transferinde ve basınç düşüşünde önemli bir artışa neden olduğunu göstermektedir. Nusselt sayısının, üçgenin yan uzunluğunun ve büküm genişliğinin artmasıyla ve hatve oranının azalmasıyla birlikte arttığı gözlemlenmiştir. Reynolds sayısı çalışma aralığındaki sonuçlar için, düz boruya kıyasla a/D=0.8 oranına sahip TWC4A, TWC4B ve TWC4C için sırasıyla %153, %128 ve %112'lik ortalama ısı transferi artırımı ile daha yüksek performans sağladığını göstermektedir. Bununla birlikte, a/D=0.93 oranına sahip T.T5A, T.T5B ve T.T5C için ısı aktarım verimliliğini sırasıyla %147, %151 ve %143 olarak gözlemlenmiştir. Ayrıca, a/D=0.8 olan tel bobin, bükülmüş bant ve diğer oranlardaki ikizkenar üçgen kesitli tel bobinlere kıyasla daha yüksek bir verimliliğe sahiptir.