Heat exchange between unequal countercurrent vessels asymmetrically embedded in a cylinder with surface convection

A three-dimensional approximate analytic solution is presented for the unequal countercurrent heat transfer between parallel paired vessels asymmetrically embedded in a long cylinder with surface convection. The analysis assumes that the velocity profile in the vessels is parabolic, the Peclet numbe...

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Veröffentlicht in:International journal of heat and mass transfer 1990, Vol.33 (10), p.2275-2284
Hauptverfasser: Zhu, M., Weinbaum, S., Jiji, L.M.
Format: Artikel
Sprache:eng
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Beschreibung
Zusammenfassung:A three-dimensional approximate analytic solution is presented for the unequal countercurrent heat transfer between parallel paired vessels asymmetrically embedded in a long cylinder with surface convection. The analysis assumes that the velocity profile in the vessels is parabolic, the Peclet number is large compared to unity and the radius of the cylinder is several times larger than the distances from the center of the cylinder to the vessels. A perturbation method is employed by taking the reciprocal of the Peclet number as a small parameter. The new solution approach takes into consideration the axial thermal interaction and describes the three-dimensional asymmetric thermal field due to the vessels, the wall temperatures of which are nonuniform in the cross-sectional plane. Application of the model to whole limb heat transfer is discussed. Une solution analytique approchée tridimentionnelle est présentée pour le transfert thermique à contre-courant entre deux récipients parallèles noyés de façon dissymétrique dans un cylindre long avec convection à la surface. L'analyse suppose que le profil de vitesse dans les récipients est parabolique, que le nombre de Peclet est grand par rapport à l'unité et que le rayon du cylindre est plusieurs fois plus grand que les distances du centre du cylindre aux récipients. Une méthode de perturbation est utilisée en prenant l'inverse du nombre de Peclet comme paramètre petit. La nouvelle approche prend en considération l'interaction thermique axiale et décrit le champ thermique dissymétrique tridimensionnel dû aux températures pariétales non uniformes des récipients dans le plan transversal. On discute l'application du modèle à l'ensemble. Für den Wärmeübergang im Gegenstrom zwischen parallel angeordneten Behältern wird eine dreidimensionale Näherungslösung vorgestellt. Die Behälter befinden sich in einem langen Zylinder, an dessen Oberfläche Konvektion auftritt, und sind asymmetrisch angeordnet. Bei der Untersuchung wird angenommen, daβ das Strömungsprofil in den Behältern parabolisch, die Peclet-Zahl deutlich gröβer als l ist und daβ der Radius des Zylinders ein Mehrfaches des Abstandes zwischen Zylinderachse und Behältern beträgt. Ein Störungsverfahren wird verwendet, indem der Kehrwert der Peclet-Zahl als kleiner Wert angenommen wird. Das neue Verfahren berücksichtigt die thermischen Vorgänge in axialer Richtung und beschreibt das dreidimensionale asymmetrische Temperaturfeld, das sich aufgrund der in Querschnitts
ISSN:0017-9310
1879-2189
DOI:10.1016/0017-9310(90)90126-F