مطالعه تجربی رطوبت زدایی از هوای مرطوب روی لوله پره‌دار در جابجایی آزاد

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه شیراز

2 استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه شیراز

چکیده

در این پژوهش با طراحی، ساخت و آماده‌سازی تجهیزات لازم، به صورت تجربی فرآیند رطوبت زدایی از هوا روی لوله پره‌دار در حالت جابجایی طبیعی مورد اندازه‌گیری قرار گرفته است. هدف از این مطالعه، مشاهده فرآیند میعان روی لوله پره‌دار و بررسی تأثیر رطوبت نسبی هوا روی مقدار انتقال گرما و جرم می‌باشد. آزمایشات در شرایطی انجام شده است که دمای سطح و محیط به ترتیب برابر با 8 و 30 درجه سانتیگراد بوده و رطوبت نسبی هوا بین 25 تا 70 درصد تغییر کرده است. نتایج این پژوهش نشان می دهد به دلیل کم بودن فاصله بین پره‌ها (3/2 میلیمتر)، فقط هسته قطرات تشکیل شده روی لبه پره‌ها شرایط لازم برای رشد را دارند و در ناحیه درونی بین پره‌ها به علت محدود شدن جریان، انتقال گرما و جرم ناچیز است. همچنین ملاحظه گردید که قطرات تشکیل شده پس از رشد، روی لبه‌ پره‌ها حرکت کرده و نهایتا در پایین‌ترین نقطه از پره جدا شده، سقوط می‌کنند. نمودارهای تغییرات انتقال گرما و ریزش جرمی که بر اساس اندازه‌گیری‌ها به صورت زمانمند تا رسیدن به حالت پایدار برای رطوبت‌های نسبی مختلف ترسیم شده است نشان می‌دهند که با افزایش رطوبت نسبی، مقدار انتقال گرما و جرم افزایش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها


[1] Nusselt, W., "Die Oberflächenkondensation des Wasserdampfes", Zeitschrift des Vereines Deutscher Ingenieure, Vol. 60, pp. 541-546, (1916).

 

[2] Elmahdi, A. H., and Biggs, R. C., "Efficiency of Extended Surfaces with Simultaneous Heat and Mass Transfer", ASHREA Transactions, Vol. 89, pp. 135-143, (1983).

 

[3] Coney, J. E. R., Sheppard, C. G. W., and El-Shafei, E. A. M., "Fin Performance with Condensation from Humid Air: A Numerical Investigation", International Journal of Heat and Fluid Flow, Vol. 10, pp. 224-231, (1989).

 

[4] Coney, J. E. R., El-Shafei, E. A. M., and Sheppard, C. G. W., "Experimental Investigation of a Cooled Thick Fin in Dry and Humid Air Flows", International Journal of Refrigeration, Vol. 12, pp. 332-337, (1989).

 

[5] Wu, G., and Bong, T. Y., "Overall Efficiency of a Straight Fin with Combined Heat and Mass Transfer", ASHREA Transactions, Vol. 100, pp. 367-374, (1994).

 

[6] Kazeminejad, H., "Analysis of One-dimensional Fin Assembly Heat Transfer with Dehumidification", International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 38, No. 3, pp. 455-462, (1995).

 

[7] Salah El-Din, M. M., "Performance Analysis of Partially-wet Fin Assembly", Applied Thermal Engineering, Vol. 18, pp. 337-349, (1998).

 

[8] Rosario, L., and Rahman, M. M., "Overall Efficiency of a Radial Fin Assembly under Dehumidifying Conditions", ASME Journal of Energy Resources Technology, Vol. 120, pp. 299-305, (1998).

 

[9] Rosario, L., and Rahman, M. M., "Analysis of Heat Transfer in a Partially Wet Radial Fin Assembly during Dehumidification", International Journal of Heat and Fluid Flow, Vol. 20, pp. 642-648, (1999).

 

[10] Naphon, P., "Study on the Heat Transfer Characteristics of the Annular Fin under Dry-surface, Partially Wet-surface, and Fully Wet-surface Conditions", International Communications in Heat and Mass Transfer, Vol. 33, pp. 112-121, (2006).

 

[11] Sharqawy, M. H., and Zubair, S. M., "Efficiency and Optimization of an Annular Fin with Combined Heat and Mass Transfer - An Analytical Solution", International Journal of Refrigeration, Vol. 30, pp. 751-757, (2007).

 

[12] Kundu, B., and Barman, D., "Analytical Study on Design Analysis of Annular Fins under Dehumidifying Conditions with a Polynomial Relationship between Humidity Ratio and Saturation Temperature", International Journal of Heat and Fluid Flow, Vol. 31, pp. 722-733, (2010).

 

[13]  Sharqawy, M. H., Moinuddin, A., and Zubair, S. M., "Heat and Mass Transfer from Annular Fins of Different Cross-sectional Area. Part I. Temperature Distribution and Fin Efficiency", International Journal of Refrigeration, Vol. 35, pp. 365-376, (2012).

 

[14] Moinuddin, A., Sharqawy, M. H., and Zubair, S. M., "Heat and Mass Transfer from Annular Fins of Different Cross-sectional Area. Part II. Optimal Dimensions of Fins", International Journal of Refrigeration, Vol. 35, pp. 377-385, (2012).

 

[15] Nabovati, B., Yaghoubi, M., and Avara, A., "Experimental Study of Free Convection Heat Transfer and Condensation of Vapor of Humid Air over an Inclined Cold Tube", Heat Transfer-Asian Research, Vol. 41, No. 7, pp. 565-579, (2012).

 

[16] Yaghoubi, M., and Mahdavi, M., "An Investigation of Natural Convection Heat Transfer from a Horizontal Cooled Finned Tube", Experimental Heat Transfer: A Journal of Thermal Energy Generation, Transport, Storage and Conversion, Vol. 26, No. 4, pp. 343-359, (2013).