عنوان مقاله ترجمه شده:بهینه سازی انتقال حرارت جابجایی در یک لوله دایروی براساس کمینه سازی تخریب اگزرژی محلی
عنوان انگلیسی مقاله ترجمه شده:Convective heat transfer optimization in a circular tube based on local exergy destruction minimization
سال انتشار مقالهنام ژورنالتعداد صفحات مقاله ترجمه شده
2015International Journal of Heat and Mass Transfer9
چکیده فارسی:در این مطالعه، معادله تعادلی پتانسیل در در دسترس که منتج به رابطه بین پتانسیل در دسترس و نرخ تخریب اگزرژی محلی می شود، تعیین شده است، و معادلات پتانسیل در دسترس و نرخ تخریب اگزرژی محلی ارائه شده است. برای بهبود انتقال حرارت و کاهش دامنه مقاومت جریان، یک روش به نام بهبود انتقال حرارت برپایه سیال پیشنهاد شده است که با بهبود انقال حرارت برپایه سطح در ارتباط است. یک مدل ریاضی بهینه با ترکیب تابع لاگرانژ و تخریب اگزرژی مربوط به افت برگشت ناپذیری فرایند انتقال حرارت و مصرف توان سیال، بری افت جریان سیال به دست آمده است تا این روش اعتبارسنجی شود. برای دستیابی به ساختار جریان بهینه در یک لوله، جریان لوله به دو بخش تقسیم شده است: جریان مرکزی و جریان مرزی. برای کاهش افت برگشت ناپذیری در جریان مرکزی، ما تخریب اگزرژی سیال را در کنار مصرف توان سیال به عنوان هدف بهینه سازی در نظر گرفتیم. برای کاهش مقاومت سیال در جریان مرزی، مصرف توان سیال را به عنوان هدف بهینه سازی در کنار تخریب اگزرژی سیال در نظر گرفتیم. معادلات بهینه سازی برای انتقال حرارت جابجایی در جریان آرام به دست آمده است، که به صورت عددی حل شده اند. جریان های گردابی طولی در لوله برحسب پارامترهای مختلف به دست آمده اند. در جریان بهینه شده، انتقال حرارت خیلی بهبود یافته است، در حالی که همراه با کمی افزایش در مقاومت جریان می باشد. بازدهی کلی، یعنی نسبت افزایش در انتقال حرارت و مقاومت جریان پس از بهینه سازی به 3.65 می رسد.
چکیده انگلیسی:In this study, the equilibrium equation of available potential, which reveals the relation of available potential and local exergy destruction rate, is determined, and the expressions of available potential and local exergy destruction rate are given. To improve heat transfer enhancement and reduce increase amplitude of flow resistance, a method termed as fluid-based heat transfer enhancement is proposed relative to surface-based heat transfer enhancement. An optimal mathematical model by constructing Lagrange function with exergy destruction corresponding to irreversibility loss of heat transfer process and fluid power consumption to flow loss of fluid is adopted to validate this method. To obtain the optimal flow structure in a tube, the tube flow is divided into two parts: core flow and boundary flow. For reducing the irreversibility loss in the core flow, we take fluid exergy destruction as optimization objective with prescribed fluid power consumption. For reducing the flow resistance in the boundary flow, we take fluid power consumption as optimization objective with prescribed fluid exergy destruction. The optimization equations for the convective heat transfer in laminar flow are derived, which are solved numerically. The longitudinal swirling flows in the tube are found at different parameters. In the optimized flow, heat transfer is enhanced greatly while accompanied with a little increase of flow resistance. Comprehensive performance, the ratio of increases in heat transfer and flow resistance, reaches at 3.65 after optimization.
کلمات کلیدی مقاله:
دانلود اصل مقاله ترجمه نشده افزودن به سبد خرید