Numerical and experimental investigation of heat transfer augmentation in roughened pipes

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 27 No. 3 2025 101 EQUIPMENT. INSTRUMENTS 3. Перспективы дальнейших исследований: а) расширение области исследований на другие типы жидкостей, отличающиеся вязкостью и числом Прандтля (например, вода и масло); б) изучение эффективности теплообмена в трубах различной геометрии, отличной от круглой (например, в оребрённых или прямоугольных трубах); в) исследование теплообмена для неньютоновских жидкостей в условиях пульсирующего потока, что представляет интерес для пищевой и фармацевтической промышленности; г) разработка надежных прогностических моделей и методов оптимизации на основе комбинации современных методов вычислительной гидродинамики (CFD) и экспериментальных данных. В заключение, результаты настоящего исследования демонстрируют, что совместное использование шероховатости поверхности и пульсирующего потока является эффективным способом повышения интенсивности теплообмена, что может быть применено при разработке высокоэффективных теплообменных аппаратов для различных отраслей промышленности. Список литературы 1. Ye Q., Zhang Y., Wei J. A comprehensive review of pulsating fl ow on heat transfer enhancement // Applied Thermal Engineering. – 2021. – Vol. 196. – P. 117275. – DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2021.117275. 2. Numerical investigation on fl ow and heat transfer of pulsating fl ow in various ribbed channels / B. Yang, T. Gao, J. Gong, J. Li // Applied Thermal Engineering. – 2018. – Vol. 145. – P. 576–589. – DOI: 10.1016/j. applthermaleng.2018.09.041. 3. Experimental and numerical study on heat transfer enhancement by fl ow-inducedvibration inpulsating fl ow / D. Duan,Y. Cheng,M. Ge,W. Bi, P. Ge, X.Yang //Applied Thermal Engineering. – 2022. – Vol. 207. – P. 118171. – DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2022.118171. 4. An experimental investigation on heat transfer performance of pulsating heat pipe / F. Shang, S. Fan, Q. Yang, J. Liu // Journal of Mechanical Science and Technology. – 2020. – Vol. 34. – P. 425–433. – DOI: 10.1007/s12206-019-1241-x. 5. Ganapathy V. Steam generators and waste heat boilers: For process and plant engineers. – Boca Raton: CRC Press, 2014. – 539 p. – ISBN 9781138077683. 6. Zohuri B. Application of compact heat exchangers for combined cycle driven effi ciency in next generation nuclear power plants: A novel approach. – Cham: Springer Nature Link, 2015. – 366 p. – eISBN 978-3319-23537-0. – DOI: 10.1007/978-3-319-23537-0. 7. Trigeneration in the food industry / J. Bassols, B. Kuckelkorn, J. Langreck, R. Schneider, H. Veelken // Applied Thermal Engineering. – 2002. – Vol. 22 (6). – P. 595–602. – DOI: 10.1016/S1359-4311(01)00111-9. 8. Šalić A., Tušek A., Zelić B. Application of microreactors in medicine and biomedicine // Journal of Applied Biomedicine. – 2012. – Vol. 10 (3). – P. 137– 153. – DOI: 10.2478/v10136-012-0011-1. 9. Review on thermal energy storage with phase change materials and applications / A. Sharma, V. Tyagi, C. Chen, D. Buddhi // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2009. – Vol. 13 (2). – P. 318–345. – DOI: 10.1016/j.rser.2007.10.005. 10. Ameen A. Refrigeration and air conditioning. – PHI Learning Pvt. Ltd., 2006. – 512 p. – ISBN 8120326717. – ISBN 978-8120326712. 11. Parametric studies on automotive radiators / C. Oliet, A. Oliva, J. Castro, C. Pérez-Segarra // Applied Thermal Engineering. – 2007. – Vol. 27 (11). – P. 2033– 2043. – DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2006.12.006. 12. Encyclopedia of agricultural, food, and biological engineering / ed. by D. Heldman and C.E. Moraru. – 2nd ed. – Boca Raton: CRC Press, 2010. – DOI: 10.1201/9780429257599. 13. Coker A.K. Introduction // Coker A.K. Petroleum refi ning design and application handbook. Vol. 1. – John Wiley & Sons, 2018. – Ch. 1. – ISBN 978-1-11925710-3. – DOI: 10.1002/9781119257110.ch1. 14. Coker A.K. Thermodynamic properties of petroleum and petroleum fractions // Coker A.K. Petroleum refi ning design and applications handbook. Vol. 1. – John Wiley & Sons, 2018. – Ch. 4. – P. 63– 110. – DOI: 10.1002/9781119257110.ch4. 15. Beddoes J., Bibby M. Principles of metal manufacturing processes. – Butterworth-Heinemann, 1999. – DOI: 10.1016/B978-0-340-73162-8.X5000-0. 16. Accurately predicting turbulent heat transfer over rough walls: a review of measurement equipment and methods / W. Abu Rowin, Y. Xia, S. Wang, N. Hutchins // Experiments in Fluids. – 2024. – Vol. 65. – P. 86. – DOI: 10.1007/s00348-024-03812-1. 17. Qu W., Ma H.B. Theoretical analysis of startup of a pulsating heat pipe // International Journal of Heat and Mass Transfer. – 2007. – Vol. 50 (11–12). – P. 2309– 2316. – DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2006.10.043. 18. Study on heat transfer characteristics of ethane pulsating heat pipe in middle-low temperature region / X. Chen, Y. Lin, S. Shao, W. Wu // Applied Thermal Engineering. – 2019. – Vol. 152. – P. 697–705. – DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2019.02.125. 19. Numerical investigation of heat transfer in structured roughmicrochannels subjected to pulsed fl ow / S. Singh, S.K. Singh, H.S. Mali, R. Dayal // Applied

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1