Heat transfer and flow structures around circular cylinders in cross-flow

Abstract

Şaşırtılmış boru demeti ve tek sıralı borular içerisine yerleştirilmiş olan bir borudan ısı transferi ve akış yapılarının araştırılması için deneysel bir çalışma yapılmıştır. Sırasıyla $S_t$ ve $S_l$ düşey eksenel boşluk ve yatay eksenel boşluk olmak üzere bu mesafelerin incelenmesi $S_t$ ve $S_l$, 1.5x1.5 ve 1.5x1.25 şeklinde olmuştur. Reynolds sayısının 4.8 x $10^4$ değeri için noktasal Nusselt sayısının değişimi gösterilmiştir. Araştırmanın ikinci bölümünde Reynolds sayısının 7960 dan 47770 değerleri arasında bir kanal içine yerleştirilen tek boru ve tek sıralı boru demetinde düşey eksenel boşluğun değiştirilmesinin etkisi incelenmiştir. Blokaj 0.131 den 0.843 arasında değişmiştir. Farklı blokaj oranlarında ve Reynolds sayısında noktasal Nusselt sayısı ve noktasal basınç katsayısı değişimleri gösterilmiştir. Elde edilen genel sonuçlar şu şekildedir; Tek sıra boru dizini deneyleri sonucunda eğer blokaj oranı 0.5 den daha az ise boru etrafındaki noktasal Nusselt sayısının genel şekli değişen blokaj ile birbirine çok yakındır. Bununla birlikte blokajın 0.668-0.843 arasındaki durumunda noktasal Nusselt sayısı ve noktasal basınç katsayısı dikkate değer bir şekilde farklılık göstermiştir. Boru demeti deneylerinde, yatay eksenel mesafenin değiştirilmesi ile ortalama Nusselt sayısında kaydadeğer bir farklılık olmadığı gözlenmiştir.

An experimental study was carried out to investigate heat transfer and flow characteristics from one tube within a staggered tube bundle and within a row of similar tubes. The tube spacing examined $S_t$ and $S_l$ are 1.5 X 1.5 and 1.5 X 1.25 where $S_l$ and $S_t$ denote the longitudinal and transverse pitches respectively. The variation of local Nusselt number was predicted with Reynolds number 4.8 X $10^4$. The aim of the second part of the investigation was to examined the influence of the blockage of a single tube in a duct and transverse pitch for a single tube row with Reynolds number range of 7960 to 47770. Blockage ratio was varied from 0.131 to 0.843. Variation of local Nusselt number and local pressure coefficient were shown with different blockages and Reynolds numbers. The main results are described below. For single tube row experiments, if the blockage ratio is less than 0.5, the general shape of local Nusselt number distribution around the cylinder varies only slightly with blockage. However the local Nusselt number and pressure coefficient distributions are remarkably different for the blockage ratio in the range of 0.668-0.843. Tube bundle experiments showed that changing longitudinal ratio did not affect the mean Nusselt number.