Numerical study on forced convection heat transfer and pressure drop for different configurations of corrugated channels

, Abdalrazzaq K. Abbas

	Numerical study on forced convection heat transfer and pressure drop for different configurations of corrugated channels
journal of kerbala university
Article 1, Volume 14, Issue 2, 2018, Pages 93-106 PDF (0 K)
Author
Abdalrazzaq K. Abbas
Abstract
A numerical study to investigate the effects of different corrugated channel configurations on the flow and thermal fields are performed with Reynolds number from 6000 to 20000 and heat flux of 6000 W/m2. The simulation adopts FLUENT- based control volume to solve the turbulent flow field and the associated thermal behaviour of the different configurations of corrugation. Seven types, in three groups, of trapezoidal corrugated channels; i.e., one face outward (1FOC), one face inward (1FIC), inward on one face and outward on opposite face (2FIOC). Moreover, two faces inward (2FIC), two faces outward (2FOC), outward and inward are aligned on both surfaces (IAO), and outward and inward are staggered on both surfaces (IOSIO), were examined and compared with smooth one. Simulated results displayed that the 2FIC provides maximum friction factor and heat transfer rate than the others. The performance evaluation criterion (PEC) values decrease with increasing Reynolds number, and the highest was predicted for 1FOC and 2FOC in turbulent flow. PEC comparative evaluation of the influence of flow regime on corrugated channel configurations showed that the (PEC) in laminar regime (600 ≤ Re ≤ 2000) increases and the 2FOC seem to have better values. However, laminar regime offered higher value than the turbulent flow. Computed results are validated as they have an acceptable agreement with the findings of previous works as well as with the existing well-established correlations.اجريت دراسه عدديه لفحص تأثير تفيير هيئة وتصميم القنوات متعرجة السطوح ذات المقطع المستطيل على معدل انتقال الحراره والجريان ضمن مدى لعدد رينولدز من (6000) الى (20000) وبتسليط فيض حراري ثابت وبمقدار (6000 W/m2) .تمت الدراسه باستخدام برنامج فلونت (Fluent-CFD-6.3) والذي يعتمد على تقنية الحجم المحدد لحل المعادلات الحاكمه الخاصه بالجريان الاضطرابي والمتعلقه بانتقال الحراره لمختلف انواع القنوات المتعرجه. اجريت الدراسه لسبعة انواع بثلاث مجاميع لقنوات ذات تعرج على شكل شبه منحرف وهي قناه ذات تعرج لسطح واحد باتجاه الداخل(1FIC ),سطح واحد متعرج والى الخارج (1FOC),سطح باتجاه الداخل والاخر باتجاه الخارج (2FIOC),التعرج لسطحين باتجاه الداخل (2FIC),التعرج لسطحين باتجاه الخارج(2FOC),تعرج لسطحين الى الداخل متعاقب مع تعرج للسطحين الى الخارج(IAO),تعرج الى الخارج يقابل تعرج الى الداخل ويتكرر على طول القناة (IOSIO).وقد تمت مقارنة النتائج مع نتائج لقناة اعتياديه (Smooth Channel).النتائج اظهرت بان أعلى معامل احتكاك وانتقال حراره كان للقناة (1FOC) واقلها للقناة(IAO).لغرض تقييم ثأثير نوع الجريان على أداء القنوات بأعتماد تقييم (PEC) ,فقد أظهرت النتائج ان معامل الاداء يقل بزياده سرعة الماء للجريان الاظطرابي وقد حقق النوع (1FOC) ويليه (2FOC)اعلى قيم بينما كان معامل الاداء يزداد بزيادة سرعة المائع لرقم رينولدز من (600) الى(2000) للجريان الطباقي لحدود معينه من السرعه.تم التحقق من دقة النتائج بمقارنتها مع نتائج العلاقات التجريبيه لهذا الخصوص وكان التطابق مقبول جدا.
Keywords
Corrugated channel configurations; Turbulent flow; laminar flow; Outward and inward corrugations; Performance evaluation criterion

Statistics Article View: 170 PDF Download: 185