Effects of Nozzle Number, Diameter and Inlet Pressure on Performance of a Double-Circuit Vortex Tube System: Experimental Investigation
سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 196
فایل این مقاله در 19 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد
- صدور گواهی نمایه سازی
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_IJEE-17-1_009
تاریخ نمایه سازی: 3 شهریور 1404
چکیده مقاله:
Present study discussed an experimental and numerical investigation into thermal performance of a double-circuit vortex tube (DCVT) under varying operational and geometric parameters, including nozzle number, nozzle diameter, and inlet pressure. Fifteen DCVT prototypes were tested, incorporating nozzle counts of ۲, ۳, ۴, ۵, and ۶, nozzle diameters of ۱.۵ mm, ۲ mm, and ۲.۵ mm, and inlet air pressures of ۸, ۹, ۱۰ and second circuit ۱.۵ bar. The findings indicate that reducing the number of nozzles from ۶ to ۲ resulted in an increase of ۱۰.۸۲% in cooling efficiency and ۱۲.۷۷% in heating efficiency. Similarly, decreasing the nozzle diameter from ۲.۵ mm to ۱.۵ mm led to improvements of ۳.۴۸% in cooling efficiency and ۶.۰۵% in heating efficiency. The optimal inlet pressure was found to be ۹ bar, where cooling efficiency improved by ۲.۴۱% and heating efficiency by ۳.۱۰%, compared to operation at ۸ bar. In contrast, performance declined at ۱۰ bar, with cooling and heating efficiencies decreasing by ۱.۳۸% and ۲.۵۸%, respectively. Under the optimal conditions, the system exhibited the highest coefficients of performance (COP), with enhancement of ۱۸.۳۹%, relative to the base case. Complementary computational fluid dynamics (CFD) simulations using the k-ε turbulence model in Fluent software confirmed the experimental results, showing maximum temperature separation and velocity distribution when using two ۱.۵ mm nozzles at ۹ bar inlet pressure. These results provide a comprehensive dataset for optimizing vortex tube design in energy-efficient, refrigerant-free cooling systems for industrial applications.
کلیدواژه ها:
نویسندگان
B. Rahimi Sure
Department of Mechanics, Faculty of Technical and Engineering, Qazvin Branch, Islamic Azad University, Qazvin, Iran
F. Kowsary
School of Mechanical Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
F. Fakhrabadi
Department of Mechanics, Faculty of Technical and Engineering, Qazvin Branch, Islamic Azad University, Qazvin, Iran
مراجع و منابع این مقاله:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :