Journal of Power System Engineering (동력기계공학회지)

The Korean Society for Power System Engineering (한국동력기계공학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

The Effects of Woven Metal Screen Ribs on Heat Transfer and Pressure Drops in the 5:1 Aspect Ratio Rectangular Duct

5:1의 형상비를 갖는 사각덕트에서 직조 스크린 리입(rib)이 열전달과 마찰계수에 미치는 영향

  • Received : 2010.12.03
  • Accepted : 2011.04.20
  • Published : 2011.06.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

직조 금속 스크린 리브(rib) 이 바닥에 설치된 사각 덕트에서 열전달과 유체유동의 압력강하를 측정하기 위해 실험적 연구를 수행하였다. 시험부의 치수는 200 mm(W) ${\times}$ 40 mm(H) ${\times}$ 712 mm(L)이고 수력직경은 66.6 mm이다. 입구영역에는 1.72m 길이의 가열되지 않은 동일한 치수의 채널을 설치하였다. 메쉬가 다른 4가지의 직조금속 스크린 리브에 대해 측정하였다. 그리고 비교를 위해 일체형 리브에 대해서도 측정하였다. 국부 열전달 계수의 측정에는 스테인레스 강제 포일(foil) 히터와 T형 열전대률 이용하였다. 레이놀즈 수는 23,000에서 58,000의 범위이다. 덕트의 수력직경($D_h$)에 대한 직조 금속 리브의 높이(e)의 비($e/D_h$)는 0.075 이고 리브 간격(p)과 높이의 비(p/e)는 10이다. 실험 결과 메쉬가 없는 일체형 리입에서 가장 누셀트 수와 마찰계수가 컷다.

Keywords

References

  1. U. Bin-Nun, D. Mantitakos, 2004, "Low Cost and High Performance Screen Laminate Regenerator Matrix", Cryogenics, Vol. 44, pp. 439-444. https://doi.org/10.1016/j.cryogenics.2004.03.015
  2. A. Kolb, E. R. F. Winter, R. Viskanta, 1999, "Experimental Studies on a Solar Collector with Metal Matrix Absorber", Solar Energy, Vol. 65, pp.91-98. https://doi.org/10.1016/S0038-092X(98)00117-0
  3. N. S. Tharur, J. S. Saini, S. C. Solanki, 2003, "Heat Transfer and Friction Factor Correlations for Packed Bed Solar Air Heater for a low Porosity System", Solar Energy, pp. 319-329.
  4. P. J Richards, M. Tobinsons, 1999, "Wind Loads on Porous Structure", J. Wind Eng. Ind. Aerodyn., Vol. 83, pp.455-465. https://doi.org/10.1016/S0167-6105(99)00093-8
  5. A. Bejan, S. L. Kim, A. I. M. Morega, S. W. Lee, 1994, "Cooling of Stacks of Plates Shielded by Porous Screens", Int. J Heat Fluid Flow, Vol. 16, pp. 16-24.
  6. J. Tian, K. Kim, T.J. Lu, H. P. Hodson, D. T Qucheillant, D. J. Sypeck, H. N. G. Waley, 2004, "The Effects of Topology upon Fluid-flow and Heat Transfer within Cellular Copper Structures", Int. J. Heat Mass Transfer, Vol. 47, pp. 3171-3186. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2004.02.010
  7. T. Kim, 2003, "Fluid Flow and Heat Transfer in a Lattice Frame Material", Ph.D. thesis, Dpt. of Mech. Engineering. Univ. of Cambridge.
  8. S. Ergun, 1952, "Fluid flow through Packed Column", Chem. Eng. Prog., Vol. 48, pp. 89-94.
  9. J. C. Annour, J. N. Cannon, 1968, "Fluid Flow through Woven Screens", AIChE J. Vol. 14, pp. 415-421. https://doi.org/10.1002/aic.690140315
  10. J. R. Sodre, J. A. R. Parise, 1997, "Friction Factor Determination for Flow through Finite Woven Mesh Woven Screen Matrices", ASME J. Fluid Eng. Vol. 119, pp. 847-851. https://doi.org/10.1115/1.2819507
  11. C. T. Hsu, K. W. Wong, P. Cheng, 1996, "Effective Stagnant Thermal Conductivity of Woven Screed", J. Thermophysics, Vol. 10, pp. 542-545. https://doi.org/10.2514/3.825
  12. M. Ozdemir, A. F. Ozgue, 1997, "Porosity Variation and Determination of REV in Porous Medium of Screen Meshes", lnt. Commun. Heat Mass Transfer, Vol. 24, pp. 955-964. https://doi.org/10.1016/S0735-1933(97)00081-X
  13. T. Ebisu, 1999, "Development of New Concept Air-cooled Heat Exchanger for Energy Conservation of Air-conditioning Machine, in Heat Transfer Enhancement of Heat Exchangers", S. Kakac et al. Eels., Kluwer Academic, Dordrecht, pp. 601 -620
  14. W. M. Kays and A. L. London, 1964, Compact Heat Exchanger, McGraw Hill Inc.
  15. W. M. Kays and M. E. Crawford, 1990, Convective Heat and Mass Transfer, 2nd ed., McGraw Hill Inc., New York.
  16. E. M. Micheal, 2003, Radiative Heat Transfer, Academic Press, San Diego, pp. 162-189.
  17. S. J. Kline and F. A. McClintock, 1953, "Describing Uncertainties in Single Sample Experiments", Mechanical Engineering, Vol. 75, pp.3-8.
  18. A. P. Rallbandi, N. Alkhamis, J. C. Han, 2009, "Heat Transfer and Pressure Drop Measurements for a Square Channel with 45 deg Round Edged Ribs at High Reynolds Numbers", Proc. ASME Turbo Expo 2009: power for land, sea and air, Orlando, GT2009-59546.
  19. J. P. Holman, 1997, Heat transfer, 8th ed., McGraw Hill, pp. 218-282.

Cited by

  1. Heat Transfer and Friction in Rectangular Convergent Channels with Ribs on One Wall vol.18, pp.2, 2011, https://doi.org/10.9726/kspse.2014.18.2.012