NUMERICAL INVESTIGATION OF HEAT TRANSFER AND PRESSURE DROP OF CROSS-FLOW WOVEN WIRE MESH HEAT EXCHANGER

Usama, Eslam; Abd El Aziz, Nabil; Aboelsoud, Walid; Mohammed, Ahmed

doi:10.21608/auej.2020.120381

NUMERICAL INVESTIGATION OF HEAT TRANSFER AND PRESSURE DROP OF CROSS-FLOW WOVEN WIRE MESH HEAT EXCHANGER

Document Type : Original Article

Authors

Mechanical power Engineering Department, Faculty of Engineering, Ain Shams University, Cairo, Egypt.

10.21608/auej.2020.120381

Abstract

In this paper, the insertion effect of a woven wire mesh to cross flow heat exchanger will be studied under steady state laminar flow conditions. 3-D numerical model was developed for the bare heat exchanger and the other wire mesh modules. The mesh wire diameter is 2.5 mm, porosity of 0.75, permeability of 10^-10 and layer-to-layer spacings of (3,5,10,15,20 and 25 mm). Air flows with velocity range up to 3.5 cm/s through rectangular duct of 50 cm X 25 cm with inlet temperature of 25^oC before it is heated with corrugated water tube (19 mm in diameter) with hot water inlet velocity of 1 m/s and temperature of 50 ^oC. The thermal and hydraulic performance were evaluated. Results showed that an enhancement in overall heat transfer coefficient was achieved of 250 % for the 3 mm spaced module while the air pressure drop increases significantly.

فی هذا البحث یتم دراسة تأثیر إدماج شبکة نحاسیة علی مبادل حراری تحت ظروف سریان ثابت صفائحی. و من اجل ذلک تم عمل نموذج ثلاثی الإبعاد للمبادل الحراری.قطر سلک الشبکة النحاسیة ( ٥,۲) مم و المسامیة تساوی ( ٧٥,۰) و نفاذیة تساوی (۱۰-۱۰) متر۲ والتباعد بین طبقات الشبکة النحاسیة یتراوح من( ۳) إلى (۲٥) مم. یسری الهواء بسرعة أقصاها ( ٥, ۳) سم\ثانیة خلال مسار ( ٥۰ سم فى ۲٥ سم) بدرجة حرارة ۲٥ درجة مئویة بینما تسری المیاه داخل أنبوبة معرجة ( ۱۹ ) مم بسرعة ( ۱) متر\ثانیة بدرجة حرارة (٥۰) درجة مئویة .تم تقییم الأداء الحراری والهیدرولکی و أظهرت النتائج تحسین یصل إلی( ۲٥۰) % فى معامل انتقال الحرارة الکلی للشبکة النحاسیة ذات التباعد ۳ مم.

Highlights

Cross Flow Heat Exchanger, Woven Wire Mesh, Porous Materials, Laminar

Flow, and Single Row.

مبادل حراری, سلک من شبکة نحاسیة, مواد مسامیة, سریان صفائحی , وصف واحد