بررسي آزمايشگاهي و عددي بكارگيري ديمپل در پره هاي مولتي لوور بر عملكرد و ضريب اثربخشي پره ها

Experimental and numerical investigation on the effect of dimple on heat exchanger performance and louver effectiveness in multilouvered fin banks

روش هاي عددي و تجربي براي بررسي اثر آرايش خطي و زيگزاگي ديمپل ساده بر افزايش انتقال حرارت و اُفت فشار جريان هواي عبوري از مجموعه پره هاي مولتي لوور بكار گرفته شده اند. شبيه سازي سه بُعدي بر روي يك رديف از لوورهاي ساختار مزبور انجام شده است. شبيه-سازي ها در اعداد رينولدز متفاوت صورت گرفته است. نتايج شبيه سازي نشان داد كه اضافه كردن ديمپل موجب افزايش انتقال حرارت شده كه مي توان دليل آن را وجود منطقه گردش ايجاد شده توسط ديمپل دانست. علاوه بر اين، تغييرات پيوسته دما بر روي صفحه لوور با بيشترين دما در دو سر لوور و كمترين دما در وسط لوور مشاهده شده است. همچنين، تفاوت بين اين دو نقطه در اعداد رينولدز بالا به خصوص در لوورهاي ابتداي بيشتر قابل رويت است. بازده و ضريب اثربخشي پره براي ارزيابي عملكرد لوور محاسبه شده است. عملكرد مبدل حرارتي توسط محاسبه ضريب j كلبورن و ضريب اصطكاك فانينگ f ارزيابي شده است. نتايج نشان مي دهد كه پياده سازي ديمپل ها بر روي صفحه لوور، ضريب j و ضريب f را افزايش مي دهد. همچنين نتايج ارايه شده نشان داد كه آرايش زيگزاگي در مقايسه با آرايش خطي به طور موثري مي تواند عملكرد انتقال حرارت را بالا ببرد. نتايج نشان مي دهند با بكارگيري ديمپل ضريب عملكرد حرارتي دسته فين و اثربخشي پره-ها در ازاي افزايش قابل قبول افت فشار بالا مي رود.

Numerical and experimental models have been developed to investigate the effect of implementing in-line and staggered arrangement of dimple on heat transfer augmentation and pressure drop of the air flow through a multilouvered fin bank. Three-dimensional simulations of single row of louvers have been conducted for the aforementioned geometry. Simulations are performed for different Reynolds number. The simulation revealed that heat transfer and temperature augmentations occur due to existence of a circulation region created by dimple. Additionally, continuous temperature gradients have been observed over the louver surface with the highest temperature at the base of the louver and the lowest temperature at the middle of the louver. Besides, the difference between these two points is more obvious in higher Reynolds numbers, especially in the first louvers. Fin efficiency and fin effectiveness have been calculated to assess the louver performance. The air-side performance of heat exchanger is evaluated by calculating Colburn j factor and Fanning friction f factor. Results show that implementing dimples on the louver surface increase j factor and f factor. The present results indicated the staggered arrangement, in comparison with in-line arrangement, could effectively enhance the heat transfer performance. The results show that both fin bank performance and louver effectiveness will be increased against an acceptable increase in pressure drop.