• Title of article

    Effect of Wire Pitch on Capacity of Single Staggered Wire and Tube Heat Exchanger Using Computational Fluid Dynamic Simulation

  • Author/Authors

    Akbar, F.R Department of Mechanical Engineering - Universitas Negeri Surabaya, East Java, Indonesia , Arsana, I.M Department of Mechanical Engineering - Universitas Negeri Surabaya, East Java, Indonesia

  • Pages
    6
  • From page
    1637
  • To page
    1642
  • Abstract
    Single staggered is a design development of normal wire and tube heat exchanger that wires are welded with staggered configuration on two sides. Capacity of wire and tube heat exchanger is the ability of the heat exchanger to release heat. The objective of this study is to analyse the effect of wire pitch (pw) on capacity of single staggered wire and tube heat exchanger. The research method uses Computational Fluid Dynamic (CFD) simulation by ANSYS Fluent to analyse heat transfer of wire and tube; also to analyse airflow at surface the wire and tube. The simulation is experimentally validated by measuring temperatures at some points of wire and tube. Based on results, temperature contours increasing capacity of heat exchanger depend on smaller wire pitch that the highest value is 72.02 W at pw 7 mm. The reason is smaller wire pitch increases area of convection heat transfer surface. Whereas, airflow patterns show air move slowly at the wire and tube surface and flow with free convection. This study contributes new design of wire and tube heat exchanger with CFD and it can be applied to improve the performance of this heat exchanger in refrigeration system and other applications.
  • Farsi abstract
    توسعه طراحي مبدل حرارتي تيغه دار معمولي و لوله اي است كه انحناع از دو طرف با پيكربندي مبهم جوش داده مي شوند. ظرفيت مبدل حرارتي تيغه دار و لوله ، توانايي مبدل حرارتي در انتشار گرما را دارند. هدف از اين مطالعه ، بررسي تأثير ضخامت موانع تيغه دار بر ظرفيت حرارتي يك مبدل حرارتي لوله منفرد است. روش تحقيق از شبيه سازي ديناميكي سيالات محاسباتي (CFD) بكمك نرم افزار ANSYS Fluent براي تجزيه و تحليل انتقال حرارت مبدل تيغه دار و لوله استفاده مي كند. همچنين براي تحليل جريان هوا در سطح تيغه و لوله. اين شبيه سازي به صورت آزمايشي با اندازه گيري دما در برخي از نقاط تيغه و لوله تأييد مي شود. بر اساس نتايج ، كانتورهاي دما كه ظرفيت مبدل حرارتي را افزايش مي دهد ، به تيغه كوچكتر بستگي دارد كه بيشترين مقدار آن W72002 در 7 pw ميلي متر است. دليل اين است كه خمش تيغه كوچكتر باعث افزايش سطح انتقال حرارت همسو مي گردد. در حالي كه ، الگوهاي جريان هوا نشان مي دهد هوا به آرامي در سطح تيغه و لوله حركت مي كند و با انتقال حرارت بطور آزاد جريان مي يابد. اين مطالعه به طراحي جديد مبدل حرارتي تيغه و لوله با استفاده از CFD كمك مي كند و مي تواند براي بهبود عملكرد اين نوع مبدل حرارتي در سيستم تبريد و ساير كاربردها كاربرد داشته باشد.
  • Keywords
    Single Staggered Wire and Tube Heat , Exchanger , Heat Transfer , Natural Convection , Computational Fluid Dynamic
  • Journal title
    International Journal of Engineering
  • Serial Year
    2020
  • Record number

    2568277