EPERIMENTAL INVESTIGATION OF THERMAL AND PRESSURE DROP PERFORMANCE OF CROSS- FLOW WIRE MESH HEAT EXCHANGERS

For the purpose of enhancing the heat transfer performance of cross-flow heat exchangers,
extended surfaces are attached on the gas side, thus increasing the surface area and lowering the
convection heat transfer resistance. Experiments have been carried out to evaluate the
performance of four modules of cross flow heat exchangers. All heat exchanger modules have ten
equally-spaced copper tubes in vertical alignment.A sheet of copper woven wire mesh was
corrugated in the form of rectangular-shape. Then, it was press-fitted to the tube to form a wire
mesh heat exchanger. One module has bare copper tubes. The other three wire mesh heat
exchanger modules were manufactured with 2, 3, and 4 mm wire mesh layer-to-layer spacings for
comparison purposes. Copper tubes containing hot distilled water flow of the heat exchanger
modules, were subjected to external air flow forced convection heat transfer into an air duct
having a 20 cm x 20 cm cross sectional inside area. The pressure drop in the air stream and the
temperature of the hot water inlet and outlet were recorded. The significance of this experimental
work is the use of a low cost and commercially available woven wire mesh sheet as extended heat
transfer surface. A comparison was made between the results of this study and results of other
enhanced cross-flow heat exchangers, obtained from open literature. Results showed an
enhancement of the Nusselt number for all the wire mesh finned modules as compared to that of
the bare module. Volumetric heat transfer coefficient results showed, an average increase of
113.9%, 91.5%, and 81.4% in the 3, 4, and 2 mm wire mesh heat exchangers, respectively, as
compared to the bare heat exchanger module.
 
من أجل تحسين أداء المبادل الحراري (سائل-ھواء)، يتم استخدام الأسطح الممتدة و التى عادة ما توضع ناحية سريان الغاز و
ذلک لزيادة مساحة السطح لا نتقال الحرارة وبالتالي يتم تقليل مقاومة انتقال الحرارة على السطح الخارجي. تم عمل التجارب
لتقييم أداء عدد أربعة نماذج من المبادلات الحرارية. کل المبادلات الحرارية مصنعة و تتکون من عشرة مواسير نحاسية وعلى
مسافات متساوية من بعضھا
و موضوعة فى ترتيب رأسى. تم إستخدام شبک سلک نحاسى منعرج على شکل تعرجات مستطيلة لزيادة مساحة إنتقال الحرارة
و تم توصيلھ مع مواسير المياه الساخنة عن طريق الشحط. أحد نماذج المبادلات الحرارية الأربعة يتکون من مواسير المياه
الساخنة فقط بدون إستخدام شبک السلک النحاسى أما الثلاثة نماذج الأخرى فتم ترکيب شبک سلک نحاسى على المواسير بشکل
تعرجات مستطيلة و بمسافات مختلفة بين طبقات السلک النحاسى المتعرج و قيم ھذه المسافات الفاصلة کانت ٢ و ٣ و ٤ مم. ثم
٢٠ سم. تم أخذ قياسات الإنخفاض فى ضغط الھواء × بعد ذلک تم وضع المبادل الحرارى فى نفق ھواء حديدى أبعاده ٢٠ سم
بسبب مروره على مواسير المبادل الحرارى و أيضا درجات حرارة دخول و خروج المياه و الھواء من المبادل الحرارى.
الأھمية من إجراء ھذة الدراسة ھو إستخدام وسيلة رخيصة الثمن و متاحة لزياة معدل إنتقال الحرارة. تم إجراء مقارنة بين نتائج
ھذه الدراسة و نتائج أخرى لمبادلات حرارية تم العمل على تحسين أداءھا أيضا. أظھرت النتائج تحسين فى معدل إنتقال
الحرارة مع إستخدام شبک السلک النحاسى و بلغت قيم ھذه الزيادات ١١٣.٩ % و ٩١.٥ % و ٨١.٤ % عند إستخدام شبک
السلک النحاسى بقيم مسافات فاصلة بين الطبقات ٣ مم و ٤ مم و ٢ مم بالترتيب و قيم نسب الزيادة ھذه ھى بالمقارنة مع أداء
المبادل الحرارى بدون إستخدام شبک السلک النحاسى.