Kavisli ve ters kavisli kesit alana sahip bükülmüş bantların ısı transferinin arttırılması üzerine etkisi

Bu çalışmada, kavisli ve ters kavisli kesite sahip bükülmüş bantların dairesel bir boruda ısı aktarımının geliştirilmesi üzerine etkileri, 5800'den 31000'e kadar Reynolds sayı aralığında hesaplamalı akışkanlar dinamiği kullanılarak araştırılmıştır. İki farklı büküm oranına (3 ve 4) sahip üç kavisli ve üç ters kavisli kesite sahip bükülmüş bantların kullanıldığı on iki farklı geometri analiz edildi. Kavisli kesite sahip bükülmüş bantlarda, kavisin çapının boru çapına oranları 1.761, 2.252 ve 3.271'dir. Ters kavisli kesite sahip bükülmüş bantlarda, ters kavisin çapının boru çapına oranları 0.554, 0.647 ve 0.872'dir. Isı transferinin değişim, sürtünme ve performans değerlendirme kriterleri araştırıldı. Kavisli kesite sahip bükülmüş bantlar için elde edilen sonuçlara göre Nusselt sayısı yaklaşık % 31 ila % 89 arasında düz borudan daha yüksek bulunmuştur. En yüksek Nusselt sayısı en yüksek Re sayısında 112 civarında en yüksek çap oranına ve en düşük büküm oranına sahip olan C1TR3 modelinden elde edildi. Maksimum sürtünme faktörü en düşük büküm oranında ve en düşük Re sayısında yaklaşık 0.11 civarında elde edildi. Çap oranının sürtünme üzerindeki etkisi ihmal edilebilir olduğu gözlemlendi. Sürtünme faktörü, düz borudan yaklaşık % 122 ila 206 daha yüksek olarak elde edildi. Maksimum performans değerlendirme faktörü, en iyi karıştırma ve yüksek girdap nedeniyle C1TR3 ve C1TR4 için Reynolds sayısı 5800'de 1.3 civarında hesaplanmıştır. Düşük Re sayısında daha iyi performans değerlendirme faktörü gözlenmiştir. Ters kavisli kesite sahip bükülmüş bantlar için önemli sonuçlardan bazıları aşağıda çıkarılmıştır. En yüksek Nusselt sayısı, en düşük büküm oranı ve en yüksek çap oranına sahip olan R1TR3 modeli için hesaplanmıştır. Nusselt sayısı yaklaşık % 0 ila 85 arasında düz borudan daha yüksektir. Çap oranı, sürtünme faktörü üzerindeki büküm oranından daha az etkilidir. Ters kavisli kesite sahip bükülmüş bantlarının sürtünme faktörü, 124 ila 238% aralığında düz borudan daha yüksektir. Ters kavisli kesite sahip bükülmüş bantlar için performans değerlendirme faktörünün maksimum değeri, R1TR3 ve R1TR4 için Reynolds sayısı 5849'da yaklaşık 1.22 olarak hesaplanmıştır.