view in publisher's site

A critical review of filmwise natural and forced convection condensation on enhanced surfaces

Highlights•Most relevant studies on filmwise condensation on enhanced surfaces are reviewed.•Existing models are critically analysed and transport mechanisms are elucidated.•Various enhanced surfaces for augmenting condensation are categorized.•Heat transfer and pressure drop performances of these surfaces are compared.•Existing gaps are identified, and further investigations are proposed.AbstractThe use of enhanced surfaces is an efficient method to improve filmwise condensation. Due to their immense potential, many enhanced structures were developed and investigated with the aim of improving natural and forced convection condensation heat transfer coefficients. This has resulted in large collections of predictive models and experimental data being reported. In this review, the developments in this field of research in the past few decades and the recent advances are collated and examined. This paper focuses on the review of natural convection condensation on the external surfaces of enhanced flat plates and tubes and forced convection condensation in enhanced tubes. The various models predicting the heat transfer coefficients on plain and enhanced surfaces are evaluated. For natural convection condensation, the liquid film-based models, semi-empirical models and numerical modes are reviewed whereas, for forced convection condensation, the gravity-dominated and vapor shear-dominated models are discussed. The effects of these enhanced structures on the liquid film and two-phase flow characteristics are analyzed and the various types of enhanced tubes and flat plates investigated are categorized. The manufacturing techniques employed to fabricate these surfaces are identified. A detailed evaluation of the heat transfer and pressure drop performances of the various enhanced surfaces is performed. In addition, their thermal performances are summarized and compared, and their associated heat transfer mechanisms are elucidated. For external condensation on a single tube row, three-dimensional fin structures were found to provide better thermal performance than two-dimensional structures, with some three-dimensional fin structures exhibiting more than 6 times the heat transfer coefficients of a plain surface. However, in a tube bundle, the heat transfer coefficient of three-dimensional fin tubes decreases more significantly with increasing tube row as compared to two-dimensional fin tubes. For convective condensation in circular tubes, the herringbone and pin fin tubes demonstrated better thermal and pressure drop performances than other internally enhanced tubes. Their efficiency indices were between 1.25 and 1.28. Based on the literature surveyed, the various experimental results are compared, existing research gaps are identified and frameworks for future research work are provided.

بررسی انتقادی چگالش اجباری و طبیعی فیلموایز بر روی سطوح بهبود یافته

نکات برجسته اکثر مطالعات مرتبط بر روی چگالش فیلمولوژیک بر روی سطوح ارتقا یافته بررسی می‌شوند. * مدل‌های موجود به طور انتقادی تجزیه و تحلیل می‌شوند و مکانیسم‌های حمل و نقل روشن می‌شوند. سطوح بهبود یافته مختلف برای چگالش افزایشی طبقه‌بندی می‌شوند. * انتقال حرارت و افت فشار عملکرد این سطوح مقایسه شده‌است. * شکاف‌های موجود شناسایی می‌شوند و بررسی‌های بیشتر پیشنهاد می‌شوند. * واکنش استفاده از سطوح بهبود یافته یک روش کارآمد برای بهبود چگالش فیلموعاقلانه است. با توجه به پتانسیل عظیم آن‌ها، بسیاری از ساختارهای پیشرفته با هدف بهبود ضرایب انتقال حرارت چگالش همرفت طبیعی و اجباری توسعه و بررسی شدند. این امر منجر به جمع‌آوری زیادی از مدل‌های پیش‌بینی و داده‌های تجربی گزارش شده‌است. در این بررسی، تحولات در این زمینه از تحقیق در چند دهه گذشته و پیشرفت‌های اخیر جمع‌آوری و مورد بررسی قرار گرفته‌است. این مقاله بر بررسی چگالش همرفت طبیعی بر روی سطوح خارجی صفحات تخت تقویت‌شده و لوله‌ها و چگالش همرفت اجباری در لوله‌های پیشرفته تمرکز می‌کند. مدل‌های مختلفی که ضرایب انتقال حرارت را در سطوح صاف و ارتقا یافته پیش‌بینی می‌کنند، ارزیابی می‌شوند. برای چگالش همرفت طبیعی، مدل‌های مبتنی بر فیلم مایع، مدل‌های نیمه تجربی و حالت‌های عددی بررسی می‌شوند در حالی که برای چگالش همرفت اجباری، مدل‌های مبتنی بر جاذبه و برش بخار مورد بحث قرار می‌گیرند. اثرات این ساختارهای تقویت‌شده بر روی فیلم مایع و مشخصات جریان دو فازی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و انواع مختلف لوله‌های تقویت‌شده و صفحات تخت مورد بررسی طبقه‌بندی شده‌اند. تکنیک‌های تولید به کار رفته برای ساخت این سطوح شناسایی شده‌اند. ارزیابی دقیق انتقال حرارت و افت فشار عملکرد سطوح بهبود یافته مختلف انجام می‌شود. علاوه بر این، عملکرد حرارتی آن‌ها خلاصه و مقایسه شده‌است و مکانیزم‌های انتقال حرارت مرتبط با آن‌ها روشن شده‌است. برای چگالش خارجی بر روی یک ردیف لوله منفرد، ساختارهای بال سه‌بعدی عملکرد حرارتی بهتری را نسبت به ساختارهای دو بعدی، با برخی ساختارهای بال سه‌بعدی که بیش از ۶ برابر ضرایب انتقال حرارت یک سطح صاف را نشان می‌دهند، نشان می‌دهند. با این حال، در یک مجموعه لوله، ضریب انتقال حرارت لوله‌های فین سه‌بعدی با افزایش ردیف لوله نسبت به لوله‌های فین دو بعدی به طور قابل‌توجهی کاهش می‌یابد. برای چگالش همرفتی در لوله‌های دایره‌ای، لوله‌های هرفین استخوان و پین فین عملکرد بهتری از افت فشار و حرارت نسبت به دیگر لوله‌های بهبود یافته داخلی نشان دادند. شاخص‌های کارایی آن‌ها بین ۱.۲۵ تا ۱.۲۸. براساس مقالات بررسی شده، نتایج تجربی مختلف مقایسه می‌شوند، شکاف‌های تحقیقاتی موجود شناسایی می‌شوند و چارچوب‌هایی برای کاره‌ای تحقیقاتی آینده ارائه می‌شوند.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Energy Engineering and Power Technology
  • ترجمه مقاله Energy Engineering and Power Technology
  • مقاله مهندسی انرژی و فن‌آوری قدرت
  • ترجمه مقاله مهندسی انرژی و فن‌آوری قدرت
  • مقاله Industrial and Manufacturing Engineering
  • ترجمه مقاله Industrial and Manufacturing Engineering
  • مقاله مهندسی صنایع و ساخت
  • ترجمه مقاله مهندسی صنایع و ساخت
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.