Intensification du transfert de chaleur convectif et performance des échangeurs de chaleur par l'influence combinée d'un tube tordu et d'un ruban tordu

Les tubes tordus et les rubans tordus sont des générateurs de flux tourbillonnants utilisés pour augmenter la performance thermique. Les effets combinés des tubes tordus et des rubans tordus sur le transfert de chaleur, la perte de pression et la performance thermique ont été étudiés expérimentalement. Des expériences ont été réalisées en utilisant un tube tordu en forme de trapèze et des rubans tordus avec divers rapports de torsion (y/w = 2.0, 3.0, 4.0 et 5.0). L'eau a été utilisée comme fluide de test dans un régime turbulent (4500 < Re < 16 000). Une simulation des contours de vitesse, de température et des graphiques du nombre de Nusselt local a également été réalisée pour obtenir des informations sur l'écoulement du fluide et le transfert de chaleur. Les résultats des dispositifs combinés sont étudiés par rapport à ceux d'un tube circulaire lisse et d'un tube tordu seul, pour comparaison. Les résultats expérimentaux montrent qu'à un Re donné, le nombre de Nusselt (Nu), le facteur de friction (f) et la performance thermique d'un tube tordu monté avec un ruban tordu sont systématiquement supérieurs à ceux du tube tordu seul et d'un tube circulaire lisse. De plus, le transfert de chaleur, la perte de friction et le facteur de performance thermique augmentent avec une réduction du rapport de torsion (y/w) puisque le ruban ayant un y/w plus petit génère un flux tourbillonnant plus fort et plus cohérent.