A numerical study on heat transfer and friction in rectangular channel with inclined perforated baffles

Authors

  • A.B.K. Putra,

    1. Department of Mechanical System Engineering, Graduate School, Gyeongsang National University, Tongyong 650-160, Korea
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    • On leave from Sepuluh Nopember Institute of Technology, Indonesia.

  • S.W. Ahn,

    Corresponding author
    1. School of Mechanical and Aerospace Engineering, Institute of Marine Industry, Gyeongsang, National University, Tongyong 650-160, Korea
    • School of Mechanical and Aerospace Engineering, Institute of Marine Industry, Gyeongsang, National University, Tongyong 650-160, Korea.
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  • H.K. Kang

    1. Korean Register of Shipping, Daejon 305-343, Korea
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Abstract

A three-dimensional numerical study on the turbulent flow and heat transfer characteristics in the rectangular channel with different types of baffles is carried out. The inclined baffles have the width of 19.8 cm, the square diamond type hole having one side length of 2.55 cm, and the inclination angle of 5°. Reynolds number is varied between 23 000 and 57 000. The SST k − ω turbulence model is used in the method to predict turbulent flow. The validity of the numerical results is confirmed by measurement. Numerical results show that the flow patterns around the different baffle type are entirely different and it significantly affects the local heat transfer characteristics. The heat transfer and friction factor characteristics are significantly affected by the perforation density of the baffle plate. The present study demonstrates that the battle type II (3 holes) can enhance the greatest heat transfer rates with advantages from the overall efficiency point of view.

Abstract

Une étude numérique en trois dimensions sur les caractéristiques des turbulences et du transfert thermique dans le canal rectangulaire avec différents types de chicanes est actuellement en cours. Les chicanes inclinées ont une largeur de 19,8 cm, l'orifice de type losange a un côté d'une longueur de 2,55 cm et un angle d'inclinaison de 5°. Le nombre de Reynolds varie entre 23 000 et 57 000. On utilise le modèle de turbulence de la contrainte de cisaillement (SST) dans la méthode visant à prédire les turbulences. La validité des résultats numériques est confirmée par des mesures. Les résultats numériques montrent que les modèles d'écoulement entourant les différents types de chicanes sont complètement différents et que cela a des répercussions importantes sur les caractéristiques de transfert thermique local. Les caractéristiques du transfert thermique et du facteur de friction sont considérablement influencées par la densité de perforation de la chicane. Cette étude démontre que la chicane de type II (à 3 orifices) peut accentuer les vitesses de transfert thermique les plus élevées et offrir certains avantages du point de vue du rendement global.

Ancillary