Heat transfer to water flowing turbulently through a rectangular duct with asymmetric heating

• Published in: International journal of heat and mass transfer 1986, Vol.29 (8), p.1283-1291
• Main Authors: Kostic, M., Hartnett, J.P.
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Exact sciences and technology; Fluid dynamics; Fundamental areas of phenomenology (including applications); Physics; Turbulent flows, convection, and heat transfer
• ISSN: 0017-9310; 1879-2189
• DOI: 10.1016/0017-9310(86)90161-4

Experimental, fully established friction factors and Nusselt numbers are reported for the turbulent flow of water in a 2:1 rectangular duct. The measured friction factors are in good agreement with the Blasius prediction if the Reynolds number proposed by Jones is used. The measured Nusselt values are in good agreement with the results of Novotny et al. for the turbulent flow of air if the results are corrected for the effects of the Prandtl number. The influence of asymmetric heating on the average Nusselt number was found to be much less for water as a working fluid than for air. This difference is explained by the fact that water has a higher Prandtl number than air. Des coefficients de frottement et des nombres de Nusselt obtenus expérimentalement sont rapportés pour l'écoulement turbulent d'eau dans un canal rectangulaire 2:1. Les coefficients de frottement sont en bon accord avec la prévision de Blasius si on utilise le nombre de Reynolds proposé par Jones. Les nombre de Nusselt au nombre de Froude et au nombre de Péclet. Les résultats du modèle sont comparés turbulent si les résultats sont corrigés des effets du nombre de Prandtl. Über eine experimentelle Untersuchung des Widerstandsbeiwertes und der Nusselt-Zahl in einer ausgebildeten turbulenten Wasserströmung in einem Rechteckkanal (Seitenverhältnis 2:1) wird berichtet. Die gemessenen Widerstandsbeiwerte stimmen gut mit Berechnungen nach Blasius überein, wenn die Reynolds-Zahl nach Jones verwendet wird. Die gemessenen Nusselt-Zahlen sind in guter Übereinstimmung mit den Ergebnissen von Novotny für turbulente Luftströmung, wenn die Ergebnisse um die Auswirkungen der Prandtl-Zahl berichtigt werden. Der Einfluβ der asymmetrischen Beheizung auf die mittlere Nusselt-Zahl ist beim Arbeitsmedium Wasser wesentlich geringer als beim Arbeitsmedium Luft. Dieser Unterschied wird durch die Tatsache erklärt, daβ Wasser eine höhere Prandtl-Zahl als Luft besitzt. П peдcтa влeHы peзyльтaты экcпepимeHтa пo oпpeдeлeHию кoэффициeHтa тpeHия и чиcлa Hycceльтa для пoлHocтью paзвитoгo тypбyлeHтHoгo пoтoкa вoды в пpямoyгoльHoм кaHaлe c oтHoщeHиeм cтopoH 2:1. ИзмepeHHыe зHaчeHия кoэффиHиeHтoв тpeHия чopoшo coглacyютcя c peзyльтaтaми pacчeтa Блaзиyca пpи иcпoльзoвaHии чиcлa PeйHoльдca, пpeдлoжeHHoгo ДжoHcoм. ИзмepeHHыe зHaчeHия чиcлa Hycceльтa чopoшo cooтвeтcтвyют peзyльтaтaм HoвoтHoгo и дp. для тypбyлeHтHoгo пoтoкa вoздyчa, ecли peзyльтaты cкoppeктиpoвaть Ha мoлeкyляpHoe чиcлo ПpaHдтля. HaйдeHo, чтo влияHиe acиммeтpичHoгo