KFUPM ePrints

THERMAL ANALYSIS AND OPTIMIZATION OF ANNULAR FINS WITH SIMULTANEOUS HEAT AND MASS TRANSFER

Moinuddin, Abdurrahman (2009) THERMAL ANALYSIS AND OPTIMIZATION OF ANNULAR FINS WITH SIMULTANEOUS HEAT AND MASS TRANSFER. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]
Preview
PDF (M.S. Thesis)
19Mb

Arabic Abstract

المبادلات الحرارية الأنبوبية المزعنفة تستخدم بشكل واسع في التطبيقات الصناعية .بشكل عام،التبادل في الطاقة بين الزعنفة و الغاز المحيط المتدفق تأخذ حيزا " بانتقال الحرارة المحسوس ، ومع ذلك في تطبيقات مختلفة مثل أجهزة التكييف والتبريد ، والتبخر ومبردات الهواء ، ونظام مراقبة البيئة للطائرات ونظم المعالجة الكيماوية انتقال الحرارة بين الهواء الرطبة والزعنفة يرافق بنشر وانتقال كتلي لبخار الماء.يرجع السبب الرئيسي لنقل الحرارة والكتلة في وقت واحد وهو أن درجة حرارة سطح الملف أقل من درجة حرارة نقطة الندى للهواء المراد تبريده . لذا من المهم دراسة أكثر الزعانف المستخدمة على نطاق واسع، والتي أعني الشكل الزعنفي الحلقي او الزعنفي الدائري ، تحت هذه الظروف نموذج زعنفي ذا بعد واحد تم تطويره ودراسته لخمسة أنواع من الزعانف الحلقية والتي هي ذات مقطع ثابت، مثلثيه، مقعر مكافئ، محدب مكافئ، محدب مكافئ مفرق السطح تحت الظروف الرطبة الكاملة والجزئية. بالإضافة إلى دراسة الأداء الحراري عدديا وكيفية تحسينه أيضا تم في هذا العمل. الحل التحليلي للسطح المغرق قدم وتم مقارنته مع النتائج العددية المناظرة . إلى جانب هذا نموذج زعنفي ذو بعدين لسطح زعنفي حلقي مستطيل تم اشتقاقه وتحليله لموصلات حرارية ثابتة ومميزه في الاتجاهات الأساسية .علاوة على ذلك ، البعد الأمثل لكمية معطاة من المواد الزعنفية وضعت

English Abstract

Finned tube heat exchangers are widely used in industrial applications. In general, the energy exchange between the fin and surrounding gas stream takes place solely by sensible heat transfer. However, in various applications such as, air conditioning, refrigeration, evaporative air coolers, environmental control system of aircrafts and chemical processing systems, heat transfer between moist air and the fin is accompanied by diffusion mass transfer of water vapor. The prime reason for this simultaneous heat and mass transfer is that the coil surface temperature is below the dew point temperature of air being cooled. So it is important to study the most widely used fins, namely annular or circular fins, under these conditions. One dimensional fin model is developed and studied for five types of annular fins that is constant cross-section, triangular, concave parabolic, convex parabolic and hyperbolic profiles under fully as well as partially wet conditions. In addition to studying the thermal performance numerically, their optimization is also done in the present work. An analytical solution for hyperbolic profile is introduced and compared with corresponding numerical results. Besides this, a two-dimensional fin model for rectangular profile annular fin is derived and analyzed for constant as well as distinct thermal conductivities in the fundamental directions. Furthermore, the optimum dimension for a given quantity of fin material is also laid out.



Item Type:Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:Numerical, heat and mass transfer, annular fin profiles, analytical solution, two-dimensional heat and mass transfer
Date:31 May 2009
Date Type:Completion
Subjects:Engineering
Mechanical
Research
Divisions:College Of Engineering Sciences > Mechanical Engineering Dept
Creators:Moinuddin, Abdurrahman
Email:abdur.rahman11@gmail.com
Committee Advisor:Syed, M. Zubair
Committee Co-Advisor:Shuja, Shahzada Z.
Committee Members:Antar, Mohammed
ID Code:136244
Deposited By:ABDUR RAHMAN
Deposited On:02 Jun 2010 09:18
Last Modified:24 Nov 2014 10:44

Repository Staff Only: item control page