HEAT TRANSFER AND HEAD LOSS IN THE TURBULENT FLOW OF INTERNALLY RIBBED TUBES

• Main Author: MARCOS HENRIQUE DE PINHO MAURICIO
• Other Authors: PAULO ROBERTO DE SOUZA MENDES
• Language: Portuguese
• Published: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO 1988
• Online Access: http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=33263@1; http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=33263@2

COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR === CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO === Os coeficientes de transferência de calor e os dados de perda de carga foram determinados experimentalmente, para o escoamento turbulento, em dutos circulares providos internamente de anéis transversais. Os resultados foram obtidos tanto para a região de entrada como na região totalmente desenvolvida. Foram investigados os efeitos da altura do anel, do espaçamento entre os anéis e do número de Reynolds. Variou-se o número de Reynolds de 5.000 a 75.000, enquanto que a faixa de passo p/H foi de 4 a 15. Duas alturas do anel foram estudadas, a saber, 0,05 e 0,10 vezes o diâmetro interno do tubo. O fator de atrito para as geometrias periódicas mostrou ser sempre bem superior ao fator de atrito para o tubo liso, crescendo rapidamente com H/D. Para os tubos com anéis de pequena altura, o fator de atrito decresce com o aumento do passo, enquanto o oposto é observado para os tubos com anéis maiores, na faixa pesquisada. Para H/D = 0,05, o coeficiente de transferência de calor é máximo para valores de p/H em torno de 10 e para baixos números de Reynolds. Para H/D e 0,10, o maior coeficiente de transferência de calor medido foi para p/H = 10, que mostrou ser praticamente independente do número de Reynolds. Uma comparação de desempenho entre os tubos anelados e liso foi realizada sob dois tipos de restrições, a saber, a iguais vazões mássicas e iguais potências de bombeamento. Os tubos anelados mostraram um melhor desempenho em todos os casos pesquisados, exceto para H/D = 0,10 com Re > 60.000. === Heat transfer coefficients and pressure drop data were determine experimentally for turbulent flow in circular ducts equipped with internal transverse ribs. Both fully developed and entrance region results were obtained. The effects of the rib height, rib spacing, and Reynolds number were investigated. The Reynolds number ranged from 5,000 to 75,000, whereas the pitch p/H was varied in the range 4 to 15. Two rib heights were investigated, namely, 0.05 e 0,10 times the tube inside diameter. The friction factor for the periodic geometric was found to be always much larger than the smooth tube friction factor, increasing rapidly with H/D. For the tubes with short ribs, the friction factor decreases with increasing pitch, but the opposite is true for the tall ribbed tubes in the range investigated. For H/D = 0.05, tha heat transfer coefficient is highest for values of p/H around 10 and low Reynolds number. For H/D = 0,10, the highest heat transfer coefficients measured were for p/H = 10, where it was found to be nearly independent of the Reynolds number. Performance comparisons between the ribbed and smooth tubes were made under two types of constraints, namely, equal mass flow rate and equal pump power. It was found that the ribbed tubes have higher heat transfer perFormance for all cases investigated, except for H/D = 0.10 with Re > 60,000.