من أكثر التقنيات المستخدمة في تحسين الأداء لسطح تبادل حراري هي في زيادة خشونة هذا السطح, فالسطح الخشن يهدف إلى تحفيز الاضطراب مما يؤدي إلى زيادة معامل انتقال الحرارة, كما يؤدي إلى زيادة مساحة سطح التبادل الحراري في الوقت نفسه حيث بينت بعض التقارير أن السطوح غير الملساء المخشنة لها عامل حمل حراري أكبر بـ 55% إلى 100% من السطوح الملساء.
هذا البحث يهدف بشكل أساسي لاختبار مقدار التحسن في انتقال الحرارة بالحمل من سطح تبادل حراري مخشن صناعياً بواسطة أداة خاصة تصنع تشوهات دقيقة اصطناعية منتظمة بمقاطع مختلفة, والتي تؤدي إلى زيادة مساحة سطح التبادل الحراري وبالتالي زيادة كمية الحرارة المتبددة من هذا السطح مقارنة مع سطح أملس غير مخشن.
أظهرت النتائج أن لا حاجة لتطبيق مقاطع الخشونة المختلفة على سطح التبادل بمستويين متعامدين وانما يكفي تطبيق هذه المقاطع بمستوي واحد ونحصل على نفس الزيادة في مساحة سطح التبادل.
كما تظهر النتائج أيضاً الى أن مقاطع الخشونة السطحية المنتظمة ذات المقطع المستطيل تعطي أفضل زيادة في المساحة.
One popular heat transfer augmentation technique involves the use
of rough surfaces of different configurations. The rough surface
aims to promote surface turbulence that is intended mainly to
increase the heat transfer coefficient and surface area. It was
reported that non-flat surfaces have free convection coefficients
that arrive to 50% to 100% more than those of flat surfaces.
The goal of this study aims mainly to examine heat transfer
enhancement from a surface with same industrial roughness created
by a special tool (roughness surfaces) with different shapes under
convection heat transfer compared to equivalent smooth surfaces
without deformations.
The results show there is no need to apply the different roughness
configurations in two mutually perpendicular directions. It's enough
to cause it only in one plane. And we have got the same win in
surface area.
The results show also the rectangular profiles of roughness give the
best result.
References used
Al-Essa, A.H.; AL-Hussien, F.M.S., 2004- The effect of orientation of square perforations on the heat transfer enhancement from a fin subjected to natural convection. Heat and mass transfer vol 40, p.509-515
Al-Essa, A. H., 2000- Enhancement of thermal performance of fins subjected to natural convection through body perforation. Ph.D. thesis, Department of Mechanical Engineering, University of Baghdad, Iraq and University of science and technology of Jordan
AL-Essa, A. H., 2006- One Dimensional Finite Element Solution of the Rectangular Fin with Rectangular Perforations. wseas transactions on heat and mass transfer ,Issue 10, Volume 1, p762-768
Bergles, A., Technique to augment heat transfer. In Handbook of heat transfer Applications. ( Edited by Werren M.Rohsenow; James P.Hartnett, and Ejup N.Ganic), Ch.3, second Edition, McGraw – Hill Book company, NY
Fan, J.F.; Ding, W.K.; He, Y.L.; and Tao, W.Q., 2009- A performance evaluation plot of enhanced heat transfer techniques oriented for energy-saving. International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 52, pp. 33-44