Rough annulus pressure drop—interpretation of experiments and recalculation for square ribs

• Published in: International journal of heat and mass transfer 1972-01, Vol.15 (12), p.2489-2498
• Main Author: Maubach, K
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 0017-9310; 1879-2189
• DOI: 10.1016/0017-9310(72)90142-1

A method is presented which allows the interpretation of pressure drop measurements with rough tubes, annuli and parallel plates. A parameter deduced describes the effect of roughness on a turbulent velocity profile. As a result, experimental data with various roughnesses and channel geometries can be generalized and made comparable. The paper summarizes the results of the interpretation of data with rectangular cross section roughnesses given by numerous authors in the literature. Finally, examples of the recalculation of friction factors are shown, provided that Reynolds numbers of the flow, channel and roughness geometries are given. The results prove that the method proposed enables us to calculate friction factors of isothermal turbulent flow in concentric annuli with rough inner tubes with a precision which is sufficient for design problems. On présente une méthode qui permet l'interprétation des mesures de chute de pression dans les tubes rugueux, les espaces annulaires et les plans parallèles. Un paramètre décrit l'effet de la rugosité sur un profil de vitesse turbulente. En conséquence les mesures expérimentales avec différentes rugosités et geometries de conduit peuvent être généralisées et rendues comparables. Le mémoire résume les résultats de l'interprétation des essais avec des rugosités à section droite rectangulaire donnés par plusieurs auteurs dans la bibliographie. On donne enfin des exemples de calcul de coefficient de frottement pour des nombres de Reynolds, des geometries de conduit et de rugosité données. Ces résultats prouvent que la méthode proposée permet de calculer les coefficients de frottement pour un écoulement turbulent isotherme dans un espace annulaire à tube intérieur rugueux avec une précision qui est suffisante pour les projets. In dieser Arbeit wird eine Methode zur Interpretation von Druckveriustmessungen an rauhen Rohren, Ringspalten und parallelen Platten dargestellt, wobei ein Parameter angegeben wird, der die Wirkung der Rauhigkeitselemente auf das turbulente Geschwindigkeitsprofil beschreibt. Damit wird es möglich, Messwerte, die an verschiedenen Rauhigkeitsformen und Kanalgeometrien gewonnen werden, zu verallgemeinern und zu vergleichen. Die Messergebnisse vieler Autoren an Rauhigkeiten mit Rechteckquerschnitt werden auf diese Weise interpretiert und zusammengestellt angegeben. An einigen Beispielen wird schliesslich die Berechnung des Reibungsbeiwertes gezeigt; dabei werden die Reynolds-Zahl der Strömung, die Ka