تقييم أداء مبادل حراري ثلاثي الأنابيب المتمركزة المحور باستخدام الماء الخالي من الايونات وزيت-40
DOI:
https://doi.org/10.21123/bsj.2023.7584الكلمات المفتاحية:
معامل الاحتكاك، رقم النسلت، معامل الانتقال الحراري الكلي، هبوط الضغط، مبادل حراري ثلاثي الانابيب المتمركزة المحور.الملخص
هذه الدراسة تتفحص عملياً أداء مبادل حراري ثلاثي الأنابيب الافقية المتمركزة المحور المصنوعة من معدن النحاس باستخدام الماء كوسط بارد وزيت-40 كوسط حار. يدخل المائع الساخن الانبوب الحلقية الداخلية للمبادل في اتجاه بدرجات حرارية مختلفة 50, 60 و 70 oم ومعدل جريان 20 لتر/ساعة. من ناحية اخرى المائع البارد يدخل الانبوبة الداخلية والانبوب الحلقي الخارجي باتجاه معاكس (جريان متعاكس) في درجة حرارة 25 oم ومعدل جريان 10, 15, 20, 25, 30 و 35 لتر/ساعة. المبادل الحراري يتألف من ثلاث أنابيب نحاسية بأقطار خارجية 34,925 ملم, 22,25 ملم و 9,525 ملم. وسمك 1,27 ملم , 1,143 ملم و 0,762 ملم على التوالي. طول الانبوب 670 ملم . تم قياس عدد النسلت, معامل انتقال الحرارة الكلي, معامل انتقال الحرارة بالحمل (CHTC), معامل الاحتكاك وهبوط الضغط من النتائج التجريبية التي تم الحصول عليها وتم رسمها في الرسوم البيانية مقابل رقم رينولد ومعدل الجريان الحجمي للماء. أظهرت هذه المعلمات نتائج جيدة في عملية التبريد. ازدادت أعداد النسلت خطياً مع معدل جريان الماء المنزوع الايونات لكل من C1 و C2 لتصل إلى قيم قصوى 38.25 و 14.64 على التوالي. زاد CHTC خطياً مع معدل جريان DIW لكل من C1 و C2 ليصل إلى القيم القصوى 2934.3 و 871.7 على التوالي. بلغ معامل انتقال الحرارة الكلي لـ DIW القيم القصوى 296.36 و 251.4 عند 35 لتر/ساعة لـ C1 و C2 على التوالي. انخفض معامل الاحتكاك DIW في C1 و C2 مع زيادة معدل الجريان الحجمي ، حيث وصل إلى القيم الدنيا 0.04 و 0.25 على التوالي. زاد هبوط الضغط DIW خطياً مع وصول معدل التدفق إلى القيم القصوى 81.4 و 4.31 لـ C1 و C2 على التوالي. وهذا بدوره يؤدي إلى تقليل طول وحجم TCTHE مما يؤدي إلى انخفاض تكلفة بناء المبادل الحراري.
Received 22/6/2022, Accepted 4/8/2022, Published Online First 20/1/2023
المراجع
Zuritz CA. On the design of triple concentric-tube heat exchangers. J Food Process Eng. 1990; 12(2): 113–30.https://doi.org/10.1111/j.1745-4530.1990.tb00045.x
Radulescu S, Negoita I, Onutu I. Heat Transfer Coefficient Solver for a Triple Concentric-tube Heat Exchanger in Transition Regime. Rev Chim 2012; 63(8): 820–4. .
Ghiwala TM, Matawala VK. Sizing of triple concentric pipe heat exchanger. Int J Eng Dev Res. 2014; 2(2): 1683–92. https://www.ijedr.org/papers/IJEDR1402067.pdf
Hossain M, Uddin M, Hossen M, Afroz H. Experimental Analysis of a Triple Concentric Tube Heat Exchanger. Int J Mod Stud Mech Eng. 2017; 3(3): 1–10. https://doi.org/10.20431/2454-9711.0303001
Pancholi M, Virani B. A basic review on triple concentric tube heat exchanger. Int J Adv Technol Eng Sci. 2017; 5(1): 350–4.
Tamkhade PK, Purandare PS, Lele MM. Thermal Analysis and Performance Evaluation of Triple Concentric Tube Heat Exchanger. Int J Eng Adv Technol. 2019; 8(6): 3898–905. http://doi.org/ 10.35940/ijeat.F7939.088619
Krishn C D, Rajeev A, Nilesh D, Amit K, Tech S. A review of triple concentric heat exchanger. Int J Curr Eng Sci Res. 2019; (9): 12–6.
Amanuel T, Mishra M. Thermohydraulic optimization of triple concentric-tube heat exchanger: A multi-objective approach. In: Proc. Inst. Mech. Eng., Part E: J Process Mech. Eng. 2019; 233(3): 589–600.https://doi.org/10.1177/0954408918779232.
Reddy CS, Prasad PR, Krishnudu DM. Experimental Analysis of Triple Tube Heat Exchanger With TiO2 Nanofluid. Int J Sci Technol Res. 2020; 8(9): 1–7.
Nayak A, Singh SS, Parida AK, Bal BB, Pattnaik SK. An Experimental Approach for Enhancement of Heat Transfer Using TTHE : U Valve. Therm Eng. 2020; 141: 54290–3.
Vocale P, Malavasi M, Cattani L, Bozzoli F, Pelacci M, Rainieri S. Thermal characterisation of Triple Concentric Tube Heat Exchangers by applying parameter estimation : direct problem implementation. J Phys Conf Ser. 2021; 1868: 1–8. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1868/1/012022
Tamkhade PK, Lele MM. Estimation of heat transfer coefficient for intermediate fluid stream in triple concentric tube heat exchanger. Int J Ambient Energy. 2021; 1–8. https://doi.org/10.1080/01430750.2021.1888797
Rajab MH, Salih MO, Abdullah MA. Analysis the effecieny of a triple tubes heat exchanger based On Titanium dioxide Nano fluid and water method. J Mech Eng Res Dev. 2021; 44(5): 333–8. https://jmerd.net/Paper/Vol.44,No.5(2021)/333-338
Kılınç C. Upgrading the heat transfer in the concentric tube heat exchangers by using graphene/water nanofluid. Heat Transf Res. 2022; 53(3): 1–14. https://doi.org/10.1615/HeatTransRes.2021040799
Hussien FM, Faraj J, Hamad AJ. Experimental Investigation of Double Pipe Heat Exchanger Performance based on Alumina and Copper Oxide Working Nanofluids. IOP Conf Ser Mater Sci Eng. 2021; (January 2022). https://doi.org/10.1088/1757-899X/1105/1/012061
Hamza AM. Promoting Solar Cell Efficiencies via Employing Sliver- Carbon- Pomegranate Peel Nano System Abstract. Baghdad Sci J. 2019; 16(2): 370–5. https://doi.org/10.21123/bsj.2019.16.2.0370
Saeed MA, Ghafoor DA, Yas RM, Hamid MK. Synthesis and Characterization of Gold Nanoparticles by Aluminum as a Reducing Agent. Baghdad Sci J. 2020; 17(1): 336–41. https://doi.org/10.21123/bsj.2020.17.1(Suppl.).0336
التنزيلات
منشور
إصدار
القسم
الرخصة
الحقوق الفكرية (c) 2023 مجلة بغداد للعلوم
هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution 4.0 International License.
كيفية الاقتباس
