Thermal performance enhancement of solar air heater with perforated curved- winglet roughness on absorber plate
Keywords:
Curved-winglet, Solar air heater, Absorber plate, Thermal performance, Vortex generatorAbstract
A roughness of the absorber plate can improve the thermal performance of a solar air heater. To boost the thermal performance of rectangular solar air heaters, this research presents the results of a comparison study between with and without perforated curved- winglet (PCW) roughness on absorber plates. The aim at using the PCW is to create longitudinal vortex flows having a significant influence on the flow turbulence intensity leading to higher heat transfer enhancement in the tested channel. Air as the test fluid flowed through the test channel with Reynolds number (Re) from 5,290 to 23,000. The investigated geometrical parameters were at four porosity ratios (Ah/Aw = 0.2, 0.33, 0.47 and 0.6) at a single attack angle (a = 45◦). The experimental results have showed that the PCWs give the considerable increase in heat transfer rate over the smooth absorber plate around 2.55–3.22 times while the increase in friction loss is about 6.21–15.4 times. The PCW with smaller porosity ratio provides higher heat transfer and friction loss than the one with larger porosity ratio. The highest thermal performance around 1.56 using the PCW is seen at Ah/Aw = 0.33.
References
ภาณุวัฒน์ หุ่นพงษ์ และสมกล สกุลหลง. (2559). การศึกษาเชิงทดลองของลักษณะการไหลและการถ่ายเทความร้อนในท่อทรงกระบอกเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนด้วยการติดตั้งแผ่นปีกพรุน. วารสารเทพสตรี I-TECH. 11(1): 29-37.
โชติวุฒิ ประสพสุข และสมพล สกุลหลง. (2560). การศึกษาเชิงทดลองพฤติกรรมการถ่ายเทความร้อนและความเสียดทานของท่ออุ่นอากาศพลังแสงอาทิตย์โดยใช้ครีบวางเอียงแบบแยกตัว. วารสารเทพสตรี I-TECH. 12(2): 179-188.
โชติวุฒิ ประสพสุข, วิทูรย์ ชิงถ้วยทอง, พงษ์เจต พรหมวงศ์, สุธาทิพย์ วิทยปิยานนท์ และสมพล สกุลหลง. (2560). การถ่ายเทความร้อนและความเสียดทานในท่ออุ่นอากาศพลังแสงอาทิตย์ด้วยการติดตั้งปีกโค้งบนแผ่นดูดซับความร้อน. ใน การประชุมวิชาการเครือข่ายวิศวกรรมเครื่องกลแห่งประเทศไทย ครั้งที่ 31. 4-7 กรกฎาคม 2560. มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ องครักษ์. นครนายก. 1-10 (ETM-13).
พิทักษ์ พร้อมไธสง และพงษ์เจต พรหมวงศ์. (2561). พฤติกรรมความร้อนในช่องขนานเครื่องอุ่นอากาศพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีครีบสี่เหลี่ยมคางหมูวางรูปตัววีบนแผ่นดูดซับ. Engineering Transactions Journal. 21(1): 62–80.
จิตกร กนกนัยการ และพงษ์เจต พรหมวงศ์. (2562). อิทธิพลของการจัดวางครีบตัววีต่อการปรับปรุงคุณลักษณะเชิงความร้อนในเครื่องอุ่นอากาศพลังงานแสงอาทิตย์. ใน การประชุมวิชาการเครือข่ายวิศวกรรมเครื่องกลแห่งประเทศไทย ครั้งที่ 33. 2-5 กรกฎาคม 2562. คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหาสารคาม. มหาสารคาม. 1-9 (HTE-008).
Eiamsa-ard, S. and Promvonge, P. (2008). Numerical study on heat transfer of turbulent channel flow over periodic grooves. International Communications in Heat and Mass Transfer. 35: 844–852.
Eiamsa-ard, S. and Promvonge, P. (2009). Thermal characteristics of turbulent rib-grooved channel flows. International Communications in Heat and Mass Transfer. 36: 705–711.
Incropera F.P., Dewitt P.D., Bergman T.L. and Lavine A.S. (2012). Foundations of heat transfer, 6th edition., John-Wiley & Sons Inc.
Jaurker A.R., Saini J.S. and Gandhi B.K. (2006). Heat transfer and friction characteristics of rectangular solar air heater duct using rib-grooved artificial roughness. Solar Energy. 80: 895–907.
Jayranaiwachira N., Promvonge P., Thianpong C. and Skullong S. (2022). Thermal-hydraulic performance of solar receiver duct with inclined punched-ribs and grooves. Case Studies in Thermal Engineering. 39: 102437.
Pandey N.K., Bajpai V.K. and Varun. (2016). Experimental investigation of heat transfer augmentation using multiple arcs with gap on absorber plate of solar air heater. Solar Energy. 134(1): 314–326.
Promvonge P., Promthaisong P. and Skullong S. (2022). Experimental and numerical thermal performance in solar receiver heat exchanger with trapezoidal louvered winglet and wavy groove. Solar Energy. 236: 153–174.
Skullong S., Promvonge P., Thianpong C. and Pimsarn M. (2016). Thermal performance in solar air heater channel with combined wavy-groove and perforated-delta wing vortex generators. Applied Thermal Engineering. 100: 611–620.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2024 Agriculture and Technology Journal
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
เนื้อหาและข้อมูลในบทความที่ลงตีพิมพ์ในวารสารทดสอบระบบ ThaiJo2 ถือเป็นข้อคิดเห็นและความรับผิดชอบของผู้เขียนบทความโดยตรงซึ่งกองบรรณาธิการวารสาร ไม่จำเป็นต้องเห็นด้วย หรือร่วมรับผิดชอบใดๆ
บทความ ข้อมูล เนื่อหา รูปภาพ ฯลฯ ที่ได้รับการดีพิมพ์ในวารสารทดสอบระบบ ThaiJo2 ถือเป็นลิขสิทธิ์ของวารสารทดสอบระบบ ThaiJo2 หากบุคคลหรือหน่วยงานใดต้องการนำทั้งหมดหรือส่วนหนึ่งส่วนใดไปเผยแพร่หรือเพื่อกระทำการใดๆ จะต้องได้รับอนุญาตเป็นลายลักอักษรณ์จากวารสารทดสอบระบบ ThaiJo2 ก่อนเท่านั้น
