Analysis of Fluid Dynamics and Heat Transfer in a Rectangular Duct with Staggered Baffles
Message:
Article Type:
Research/Original Article (دارای رتبه معتبر)
Abstract:
This computational fluid dynamic analysis attempts to simulate the incompressible steady fluid flow and heat transfer in a solar air channel with wall-mounted baffles. Two ꞌSꞌ-shaped baffles, having different orientations, i.e., ꞌSꞌ-upstream and ꞌSꞌ-downstream, were inserted into the channel and fixed to the top and bottom walls of the channel in a periodically staggered manner to develop vortices to improve the mixing and consequently the heat transfer. The analyses are conducted with the Commercial CFD software FLUENT using the finite volume method for Reynolds number varying from 12,000 to 32,000. The numerical results are presented in terms of streamlines, velocity-magnitude, x-velocity, y-velocity, dynamic pressure coefficient, turbulent kinetic energy, turbulent viscosity, turbulent intensity, temperature field, coefficient and factor of normalized skin friction, local and average numbers of normalized Nusselt, and thermal performance factor. The insertion of the S-shaped baffles in the channel not only causes a much high friction loss, f/f0 = 3.319 - 32.336, but also provides a considerable augmentation in the thermal transfer rate in the channel, Nu/Nu0 = 1.939 - 4.582, depending on the S-baffle orientations and the Reynolds number. The S-upstream baffle provides higher friction loss and heat transfer rate than the S-Downstream around 56.443 %, 55.700 %, 54.972 %, 54.289 % and 53.660 %; and 25.011 %, 23.455 %, 21.977 %, 20.626 %, and 19.414 % for Re = 12,000, 17,000, 22,000, 27,000, and 32,000, respectively. In addition, the result analysis shows that the optimum thermal performance factor is around 1.513 at the highest Reynolds number and S-downstream.
Language:
English
Published:
Journal of Applied and Computational Mechanics, Volume:5 Issue: 2, Spring 2019
Pages:
231 to 248
magiran.com/p1954380  
دانلود و مطالعه متن این مقاله با یکی از روشهای زیر امکان پذیر است:
اشتراک شخصی
با عضویت و پرداخت آنلاین حق اشتراک یک‌ساله به مبلغ 990,000ريال می‌توانید 70 عنوان مطلب دانلود کنید!
اشتراک سازمانی
به کتابخانه دانشگاه یا محل کار خود پیشنهاد کنید تا اشتراک سازمانی این پایگاه را برای دسترسی نامحدود همه کاربران به متن مطالب تهیه نمایند!
توجه!
  • حق عضویت دریافتی صرف حمایت از نشریات عضو و نگهداری، تکمیل و توسعه مگیران می‌شود.
  • پرداخت حق اشتراک و دانلود مقالات اجازه بازنشر آن در سایر رسانه‌های چاپی و دیجیتال را به کاربر نمی‌دهد.
دسترسی سراسری کاربران دانشگاه پیام نور!
اعضای هیئت علمی و دانشجویان دانشگاه پیام نور در سراسر کشور، در صورت ثبت نام با ایمیل دانشگاهی، تا پایان فروردین ماه 1403 به مقالات سایت دسترسی خواهند داشت!
In order to view content subscription is required

Personal subscription
Subscribe magiran.com for 50 € euros via PayPal and download 70 articles during a year.
Organization subscription
Please contact us to subscribe your university or library for unlimited access!