Air-side thermal hydraulic performance of multi-louvered fin aluminum heat exchangers

• Published in: International journal of refrigeration Vol. 25; no. 3; pp. 390 - 400
• Main Authors: Kim, Man-Hoe, Bullard, Clark W.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Oxford Elsevier Ltd 01.05.2002; Elsevier Science
• Subjects: ailette; Aluminum; Applied sciences; Batterie; Coil; Devices using thermal energy; Energy; Energy. Thermal use of fuels; Exact sciences and technology; Fin; Finned tube; Fins (heat exchange); Geometry; Géométrie; Heat exchangers (included heat transformers, condensers, cooling towers); Heat transfer; Hydraulics; Pressure drop; Reynolds number; Theoretical studies. Data and constants. Metering; Thermal effects; Transfert de chaleur; Tube aileté; Geometry; Transfert de chaleur; Finned tube; Batterie; Géométrie; Fin; Performance; Heat transfer; Tube aileté; ailette; Coil; Pressure drop; NTU process; Heat exchanger; Reynolds number
• ISSN: 0140-7007; 1879-2081
• DOI: 10.1016/S0140-7007(01)00025-1

An experimental study on the air-side heat transfer and pressure drop characteristics for multi-louvered fin and flat tube heat exchangers has been performed. For 45 heat exchangers with different louver angles (15–29°), fin pitches (1.0, 1.2, 1.4 mm) and flow depths (16, 20, 24 mm), a series of tests were conducted for the air-side Reynolds numbers of 100–600, at a constant tube-side water flow rate of 0.32 m3/h. The inlet temperatures of the air and water for heat exchangers were 21 and 45°C, respectively. The air-side thermal performance data were analyzed using effectiveness-NTU method for cross-flow heat exchanger with both fluid unmixed conditions. The heat transfer coefficient and pressure drop data for heat exchangers with different geometrical configurations were reported in terms of Colburn j-factor and Fanning friction factor f, as functions of Reynolds number based on louver pitch. The general correlations for j and f factors are developed and compared to other correlations. The f correlation indicates that the flow depth is one of the important parameters for the pressure drop. Les auteurs ont étudié le transfert de chaleur côté air et les caractéristiques de chute de pression des échangeurs de chaleur à ailettes à persiennes et à tubes plats. Ils ont effectué une série d'essais sur 45 échangeurs de chaleur avec divers angles d'inclinaison (15 à 29°) des ailettes, diverses distances entre les ailettes (1,0, 1,2 et 1,4 mm) et diverses profondeurs d'écoulement (16, 20 et 24 mm) ; les conditions comportaient : des nombre de Reynolds de 100 à 600 côté air, et un débit d'eau constant côté tubes de 0,32 m3/h. Les températures d'air et d'eau à l'entrée étaient de 21 et 45°C respectivement. Les données sur la performance thermique côté air ont été analysées à l'aide d'une méthode NTU pour un échangeur à courants croisés sans mélange des fluides. Les données sur le coefficient de transfert de chaleur et la chute de pression pour les échangeurs de chaleur avec différentes configurations géométriques ont été traitées à l'aide du j-facteur de Colburn et le facteur de frottement de Fanning (f), en fonction du nombre de Reynolds fondé sur l'inclinaison des ailettes. Les corrélations générales de j et f sont développées et comparées aux autres corrélations. La corrélation f indique que la profondeur de l'écoulement est un paramètre important vis-à-vis de la chute de pression.