بررسی تجربی ساختار حرارتی و انتقال حرارت جابجایی از مجموعه پره های سوراخدار با یک سوراخ متقاطع

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی واحد شیراز، بخش مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، شیراز، ایران

2 استاد دانشکده مکانیک، دانشگاه شیراز

چکیده

در این مطالعه سعی شده به کمک اندازه گیری تجربی، انتقال حرارت جابجایی از نوع جدیدی از آرایه پره‌های سوراخ دار بررسی شود. با توجه به نتایج این تحقیق، اطلاعات کاربردی در مورد ویژگی‌های حرارتی این نوع پره‌ها استخراج شده و بر اساس این اطلاعات می‌توان به طراحی پره‌ها با قابلیت انتقال حرارت بالا رسید. در این تحقیق اثر سوراخ‌های متقاطع بر کارایی پره‌ها برای اولین بار مورد بررسی قرار گرفته است. مقایسه ضریب انتقال حرارت جابجایی این نوع پره‌ها با پره‌های بدون سوراخ و پر‌ه‌های سوراخ‌دار با سوراخ‌های طولی بیانگر آن است که این آرایه از پره‌ها دارای قابلیت مناسب تری در دفع حرارت نسبت به طراحی‌های پیشین برای پره‌های سوراخ‌دار می‌باشد. آرایش پره‌های حاضر دارای ضریب انتقال حرارت جابجایی و کارایی بیشتر به میزان 50% نسبت به آرایش‌های پیشین است. مقایسه دمای سطح پره‌ها با تصویر‌گیری مادون قرمز بیانگر بالاتر بودن دمای سطح پره میانی نسبت به پره‌های جانبی می‌باشد. همچنین می‌توان از نتایج تحقیق حاضر برای اعتبارسنجی حل عددی میدان دما در اطراف پره‌های سوراخ دار استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Wang CC, Chi KY (2000) Heat transfer and friction characteristics of plain fin-and-tube heat exchangers, Part I: New Experimental data. Int J Heat Mass Tran 43: 2681-2691.

[2] Souidi N, Bontemps A (2001) Countercurrent gas-liquid flow in plate-fin heat exchangers with plain and perforated fins. Int J Heat Fluid Fl 22: 450-459.

[3] Sara ON (2003) Performance analysis of rectangular ducts with staggered square pin fins. Energ Convers Manage 44: 1787–1803.

[4] Shaeri MR, Yaghoubi M (2009) Numerical analysis of turbulent convection heat transfer from an array of perforated fins. Int J Heat Fluid Fl 30: 218–228.

[5] Sara ON, Pekdemir T, Yapici S, Yilmaz M (2001) Heat transfer enhancement in a channel flow with perforated rectangular blocks. Int J Heat Fluid Fl 22: 509-518.

[6] Shaeri MR, Jen T. (2012) The effects of perforation sizes on laminar heat transfer characteristics of an array of perforated fins. Energ Convers Manage 64: 328–334.

[7] Gururatana S (2012) Numerical simulation of micro-channel heat sink with dimpled surfaces. Am J Appl Sci 9: 399-404.

[8] Lawson S, Thrift A, Thole A, Kohli A (2011) Heat transfer from multiple row arrays of low aspect ratio pin fins. Int J Heat Mass Tran 54: 4099–4109.

[9] Diani A, Mancin S, Zilio C, Rossetto L (2013) An assessment on air forced convection on extended surfaces: Experimental results and numerical modeling. Int J Therm Sci 67: 120-134.

[10] Jonsson H, Moshfegh B (2001) Modeling of the thermal and hydraulic performance of plate fin, strip fin, and pin fin heat sinks—influence of flow by pass. Ieee T Compon Pack T 24: 142–149.

[11] Sarkar AM,  Majid MA (2011) Heat transfer and pressure drop in  turbulent  flow  through  a  tube  with  longitudinal  perforated  star-shaped inserts. J Enhanc Heat Transf 18: 491-502.

[12] Sahin B, Demir A (2008) Performance analysis of a heat exchanger having perforated square fins. Appl Therm Eng 28: 621–632.

[13] Dhumne AB, Farkade HS (2013) Heat transfer analysis of cylindrical perforated fins in staggered arrangement. IJITEE 2: 225-230.

[14] Yaghoubi M, Velayati E (2005) Undeveloped convective heat transfer from an array of cubes in cross-stream direction. Int J Therm Sci 44: 756-765.

[15] Wu HH, Hsiao YY, Huang HS, Tang PH, Chen, SL (2011) A practical plate-fin heat sink model. Appl Therm Eng 31: 984-992.

[16] Lau KS, Mahajan RL (1989) Effects of tip clearance and fin density on the performance of heat sinks for VLSI packages. Ieee T Compon Hybr 12: 756–765.

[17] Chin SB, Foo JJ, Lai YL, Yong TK (2013) Forced convective heat transfer enhancement with perforated pin fins. Heat Mass Transfer 40: 1447-1458.

[18] Al-Doori AR (2011) Enhancement of natural convection heat transfer from rectangular fins by circular perforations. IJAME 4: 428-436.

[19] Al-Essa AHM (2002) Augmentation of fin natural convection heat dissipation by square perforations. IJMEA 2: 1-5. 

[20] Lawson SA, Thrift AA, Thole AK, Kohli A (2011) Heat transfer from multiple row arrays of low aspect ratio pin fins. Int J Heat Mass Tran 54: 4099-4109.

[21] Farhad Ismail MD, Reza MO, Zobaer MA, Ali M (2013) Numerical investigation of turbulent heat convection from solid and longitudinally perforated rectangular fins. Procedia Engineering 56: 497–502.

[22] www.testo.in

[23] Adams, IF. Engineering measurements and instrumentation, The English University Press Ltd., 1975.