Enhanced Heat Transfer in a Vertical Heated Channel by Incorporation of Inclined Plates

سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 0

فایل این مقاله در 18 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JHMTR-13-1_001

تاریخ نمایه سازی: 29 دی 1404

چکیده مقاله:

This study aims to investigate fluid flow and heat transfer behaviors under laminar mixed convective conditions in a vertical heated channel with plates attached to the heated wall in order to enhance the cooling channel. Simulations were conducted using the finite volume method through the OpenFoam © open-source code. The analysis focused on three key physical parameters: Reynolds number varying from ۲۰۰ to ۱۴۰۰, Grashof number set at ۱۰۵ and ۲×۱۰۵, and three plate tilt angles (γ = ۳۰°, ۶۰°, and ۹۰°), with a fixed plate height of hp = ۰.۳ and a constant plate spacing of D = ۱. The objective was to assess their effects on thermal and flow behaviors in both steady-state and self-sustained oscillatory flow. The results were presented as dimensionless isotherm contours and streamlines, accompanied by the Nusselt number and friction factor ratios. Findings indicate that both the friction factor and Nusselt number ratios increase as Reynolds number and plate tilt angles increase, while they decrease as the Grashof number increases. The flow translates to a self-sustained oscillatory state at moderate Reynolds numbers (below ۱۰۰۰ for γ = ۶۰° and ۹۰°, below ۱۲۰۰ for γ = ۳۰°). Moreover, as the flow bifurcates to an unsteady state, the Nusselt number significantly increases and can reach up to ۱۸%, ۵۴% and ۶۰% for γ = ۳۰°, ۶۰° and ۹۰°, respectively, compared to the channel without plates. The unsteady flow pattern contributes to enhancing the heat transfer by disturbing the near-wall region. Notably, the plate tilt angle of γ = ۳۰° achieves an optimal balance between enhancing heat transfer efficiency and reducing flow resistance. From these results, it can be concluded that this study is useful for the design efficiency of electronic cooling systems and heat exchangers that can provide maximum heat transfer with minimum flow resistance.

نویسندگان

Nabila Trad

Faculty of Technology, Laboratory of Mechanics, Physics and Mathematical Modeling (LMP۲M), University of Medea, ۲۶۰۰۰, Medea, Algeria

Rabah Henniche

Faculty of Technology, Laboratory of Mechanics, Physics and Mathematical Modeling (LMP۲M), University of Medea, ۲۶۰۰۰, Medea, Algeria

Abdelkader Korichi

Faculty of Technology, Laboratory of Mechanics, Physics and Mathematical Modeling (LMP۲M), University of Medea, ۲۶۰۰۰, Medea, Algeria

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 :
  • Valencia, A., ۱۹۹۶. Unsteady flow and heat transfer in a ...
  • Ishino, , Suzuki, M., Abe, T., Ohiwa, N., Yamaguchi, S., ...
  • Guo, J., Fan, A., Zhang, X., Liu, W., ۲۰۱۱. A ...
  • Korichi, A., Oufer, L., Polidori, , ۲۰۰۹. Heat transfer enhancement ...
  • Garimella, S.V., Eibeck, P.A., ۱۹۹۰. Heat transfer characteristics of an ...
  • Wang, G., Stone, K., and Vanka, S. P., ۱۹۹۶. Unsteady ...
  • Yuna, Z.X., Tao, W.Q., Wang, Q., ۱۹۹۹. Experimental investigation of ...
  • Fu, W.S., Tong, B.H., ۲۰۰۴. Numerical investigation of heat transfer ...
  • Mousavi, S.S., Hooman, K., ۲۰۰۶. Heat and fluid flow in ...
  • Ko, K. H., Anand, N. K., ۲۰۰۳. Use of porous ...
  • Guzman, A. M., Del Valle, M., ۲۰۰۶. Heat transfer enhancement ...
  • Fu, W. L., Wright, L. M., Han, J. C., ۲۰۰۶. ...
  • Liu, Y. H., Wright, L.M., Fu, L., Han, J.C., ۲۰۰۷. ...
  • Wright, L. M., Gohardani, A. S., ۲۰۰۹. Effect of coolant ...
  • Santos, N. B., de Lemos, M. J. S., ۲۰۰۶. Flow ...
  • Zhang, H. J., Zou, Z. P., Shao, F., Song, S. ...
  • Promvonge, P., Jedsadaratanachai, W., Kwankaomeng, S., ۲۰۱۰. Numerical study of ...
  • Promvonge, P., Sripattanapipat, S., Kwankaomeng, S., ۲۰۱۰. Laminar periodic flow ...
  • Peng, W., Jiang, P. X., Wang, Y. P., Wei, B. ...
  • Lopez, J.R., Anand, N.K., Fletcher, L.S., ۱۹۹۶. Heat Transfer in ...
  • Guo, Z., Anand, N.K., ۱۹۹۷. Three-dimensional heat transfer in a ...
  • Tsay, Y.L., Chang, T.S., Cheng, J.C., ۲۰۰۵. Heat transfer enhancement ...
  • Bazdidi-Tehrani, F., Naderi-Abadi, M., ۲۰۰۴. Numerical analysis of laminar heat ...
  • Cheng, C.H., Luy, C.D., Huang, W.H., ۱۹۹۲. Buoyancy effect on ...
  • Cheng, C.H. Yang, J.J., ۱۹۹۴. Buoyancy-induced recirculation bubbles and heat ...
  • C. Fung, H.C., Lazaridis, A., ۱۹۹۶. Mixed convection of laminar, ...
  • Chang, T.S., Shiau, Y.H., ۲۰۰۵. Flow pulsation and baffle’s effects ...
  • Fu, W.S., Huang, J.C., Wang, Y.Y., Huang, Y., ۲۰۱۳. Enhancement ...
  • Nemitallah, M. A., Zohir, A. E., ۲۰۱۶. Investigations of heat ...
  • Chang, T.S., ۲۰۱۵. Enhanced three-dimensional mixed convection in a horizontal ...
  • Henniche, R., Korichi, A., ۲۰۱۷. Heat transfer enhancement in self-sustained ...
  • Kumar, A., Kumar, R., Maithani, R., Chauhan, R., Kumar, S., ...
  • El Habet, M.A., Ahmed, S.A., Saleh, M.A., ۲۰۲۱. Thermal/hydraulic characteristics ...
  • Kurian, S., Tide, P.S., Biju, N., ۲۰۲۱. Effect of baffle ...
  • Henniche, R., Korichi, A., ۲۰۲۵.Mixed and forced convection heat transfer ...
  • Patankar, S.V., ۱۹۸۰. Numerical heat transfer and fluid flow, New ...
  • Armaly, B.F., Durst, F., Pereira, J.C.F., Schonung, B., ۱۹۸۳. Experimental ...
  • Abu-Mulaweh, H.I., ۲۰۰۳. Measurements of laminar mixed convection flow adjacent ...
  • نمایش کامل مراجع