1. IntroductionIt is confirmed that

1. Introduction
It is confirmed that in internal combustion engines (ICEs), more than 30–40% of fuel energy wastes from the exhaust and just 12–25% of the fuel energy converts to useful work [1] and [2]. On the other hand, statistics show that producing amounts of the internal combustion engines growth very fast and the concern of increasing the harmful greenhouse gases (GHG) will be appeared. So, researchers are motivated to by using the ways, recover the heat from the waste sources in engines which not only reduces the demand of fossil fuels, but also reduce the GHG and help to energy saving [3] and [4]. On the other hand, because exhaust heat exchanger may makes a pressure drop and effects on the engine performance, its design has very importance. To select an appropriate heat exchanger design limitations for each heat exchanger type firstly should be considered. Though production cost is often the primary limitation, several other selection aspects such as temperature ranges, pressure limits, thermal performance, pressure drop, fluid flow capacity, clean-ability, maintenance, materials, etc. are important. One of the most effective method to increase heat transfer is using the fins which widely used by the researchers [5], [6], [7], [8] and [9]. Some of the special HEXs designs to recover the exhaust heat are introduced in the following.

Recently, Ghazikhani et al. [10] estimated in an experimental work that brake specific fuel consumption (BSFC) of the diesel engine could be improved approximately 10% in different load and speeds of an OM314 diesel engine by using the recovered exergy from a simple double pipe heat exchanger in exhaust. Pandiyarajan et al. [11] designed a finned-tube heat exchanger and they used a thermal energy storage using cylindrical phase change material (PCM) capsules and found that nearly 10–15% of fuel power is stored as heat in the combined storage system in different loads. In another experimental work, Lee and Bae [12] designed a little heat exchanger with fins in the exhaust by design of experiment (DOE) technique. They reported that fins should be in the exhaust gases passage for more heat transfer and designed 18 cases in different fins numbers and thicknesses and found the most effective cases. Zhang et al. [13] modeled a finned tube evaporator heat exchanger for an ORC cycle. They concluded that waste-heat recovery efficiency is between 60% and 70% for most of the engine’s operating region also they mentioned that heat transfer area for a finned tube evaporator should be selected carefully based on the engine’s most typical operating region. Recently, Hossain and Bari [14] and [15] used a new HEX for heat recovery in a diesel engine experimentally and numerically. They applied SST k–ω for their modeling and they optimized the working fluid pressure and the orientation of heat exchangers and found the additional power increased from 16% to 23.7%.

This paper aims to model the heat transfer through exhaust gases to a cold fluid with modeling the fins with suitable viscous model to calculate the heat recovery amount. Two cases of previous experimental work are selected and numerical results are compared with experimental outcomes. Also, effect of fins size and engine load and speed on heat recovery is examined graphically.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

1. บทนำเป็นยืนยันว่า ในเครื่องยนต์สันดาปภายใน (ICEs), เพียง 12 – 25% ของพลังงานเชื้อเพลิงและกากเชื้อเพลิงพลังงานจากไอเสียมากกว่า 30 – 40% แปลงงานประโยชน์ [1] และ [2] บนมืออื่น ๆ สถิติแสดงว่า การผลิตจำนวนการเผาไหม้ภายในเครื่องยนต์เติบโตอย่างรวดเร็วและความกังวลของการเพิ่มก๊าซเรือนกระจกที่เป็นอันตราย (GHG) จะเป็นปรากฏ ดังนั้น นักวิจัยมีแรงจูงใจ โดยใช้วิธี กู้คืนความร้อนจากแหล่งเสียในเครื่องยนต์ซึ่งไม่เพียงแต่ลดความต้องการของเชื้อเพลิงฟอสซิล แต่ยัง ลด GHG และช่วยการพลังงาน [3] [4] บนมืออื่น ๆ เนื่องจากการแลกเปลี่ยนความร้อนไอเสียอาจทำให้ความดันลดลงและผลประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องยนต์ การออกแบบมีความสำคัญมาก เลือกจำกัดการออกแบบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่เหมาะสมสำหรับแต่ละชนิดแลกเปลี่ยนความร้อนประการแรกควรพิจารณา แม้ว่าต้นทุนการผลิตมักจะเป็นข้อจำกัดหลัก หลายตัวเลือกด้านอื่น ๆ เช่นช่วงอุณหภูมิ จำกัดความดัน ความร้อนประสิทธิภาพ ดัน กำลังการผลิตของเหลวไหล ความสะอาด บำรุงรักษา วัสดุ ฯลฯ มีความสำคัญ หนึ่งในวิธีมีประสิทธิภาพสูงสุดเพื่อเพิ่มการถ่ายเทความร้อนจะใช้ครีบซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยนักวิจัย [5], [6], [7], [8] และ [9] บาง HEXs การออกแบบพิเศษเพื่อกู้คืนความร้อนของไอเสียนำมาใช้ในต่อไปนี้ประเมินล่าสุด Ghazikhani et al. [10] ในงานการทดลองเบรกที่ปริมาณน้ำมันเชื้อเพลิงเฉพาะ (BSFC) ของเครื่องยนต์ดีเซลอาจจะดีขึ้นประมาณ 10% ในการผลิตแตกต่างกันและความเร็วของเครื่องยนต์ดีเซล OM314 โดย exergy กู้คืนจากการแลกเปลี่ยนความร้อนท่อคู่อย่างในไอเสีย Finned ท่อประปาออกแบบ Pandiyarajan et al. [11] และพวกเขาใช้เก็บพลังงานความร้อนโดยใช้กระบอกระยะเปลี่ยนวัสดุ (PCM) แคปซูล และพบว่า เกือบ 10 – 15% ของพลังงานเชื้อเพลิงอยู่เป็นความร้อนในระบบการจัดเก็บรวมกันในปริมาณที่แตกต่างกัน ในงานทดลองอื่น ลีและแบ้ [12] มาแลกเปลี่ยนความร้อนเล็กน้อย มีครีบในไอเสีย โดยการออกแบบเทคนิคการทดลอง (ป้องกัน) พวกเขารายงานว่า ครีบในกาลสำหรับถ่ายเทความร้อนเพิ่มเติมก๊าซไอเสียออกแบบกรณี 18 ในจำนวนครีบแตกต่างกันและความหนา และพบกรณีที่มีประสิทธิภาพสูงสุด เตียว et al. [13] จำลอง evaporator finned ท่อประปาสำหรับวงจร ORC พวกเขาสรุปว่า กู้เสียความร้อนประสิทธิภาพอยู่ระหว่าง 60% และ 70% สำหรับส่วนใหญ่ของเครื่องยนต์การปฏิบัติของภูมิภาคยัง จะกล่าวถึงพื้นที่ถ่ายโอนความร้อนที่สำหรับ evaporator finned หลอดควรเลือกอย่างระมัดระวังตามในภาคปฏิบัติทั่วไปมากที่สุดของเครื่องยนต์ , Hossain และบารี [14] และ [15] ใช้หกเหลี่ยมใหม่สำหรับการกู้คืนความร้อนในเครื่องยนต์ดีเซล experimentally และเรียงตามตัวเลข จะใช้โมเดลของ k SST-ω และจะปรับแรงดันน้ำมันทำงานและการวางแนวของการแลกเปลี่ยนความร้อน และพลังงานที่เพิ่มขึ้นจาก 16% 23.7% พบกระดาษนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างโมเดลครีบมีรูปข้นเหมาะเพื่อคำนวณยอดเงินกู้ร้อนตัวถ่ายเทความร้อนผ่านก๊าซไอเสียจะไหลเย็น กรณีที่สองของงานก่อนหน้านี้ทดลองเลือก และผลลัพธ์เป็นตัวเลขมีการเปรียบเทียบกับผลการทดลอง ยัง ครีบผลของขนาด และการผลิตเครื่องยนต์และความเร็วในการกู้คืนความร้อนจะตรวจสอบคุณสมบัติ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

1. บทนำ
มันได้รับการยืนยันว่าในเครื่องยนต์สันดาปภายใน (ไอศครีม) มากกว่า 30-40% ของเสียพลังงานเชื้อเพลิงจากไอเสียและเพียงแค่ 12-25% ของพลังงานเชื้อเพลิงจะแปลงไปเป็นงานที่เป็นประโยชน์ [1] และ [2] บนมืออื่น ๆ สถิติแสดงให้เห็นว่าการผลิตปริมาณของเครื่องยนต์สันดาปภายในการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วและความกังวลที่เพิ่มขึ้นของก๊าซเรือนกระจกที่เป็นอันตราย (GHG) จะปรากฏ ดังนั้นนักวิจัยกำลังแรงจูงใจที่จะโดยการใช้วิธีการกู้คืนความร้อนจากแหล่งที่มาของเสียในเครื่องยนต์ซึ่งไม่เพียง แต่จะช่วยลดความต้องการเชื้อเพลิงฟอสซิล แต่ยังช่วยลดก๊าซเรือนกระจกและช่วยประหยัดพลังงาน [3] และ [4] ในทางกลับกันเพราะการถ่ายเทความร้อนไอเสียอาจทำให้ความดันลดลงและผลกระทบต่อประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องมือการออกแบบที่มีความสำคัญมาก ในการเลือกข้อ จำกัด การออกแบบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่เหมาะสมสำหรับแต่ละประเภทการถ่ายเทความร้อนแรกควรได้รับการพิจารณา แม้ว่าต้นทุนการผลิตมักจะเป็นข้อ จำกัด หลักด้านการเลือกอื่น ๆ เช่นช่วงอุณหภูมิความดันขีด จำกัด ของประสิทธิภาพการระบายความร้อน, ความดันลดลงความจุการไหลของของไหลสะอาดความสามารถในการบำรุงรักษาวัสดุอื่น ๆ ที่มีความสำคัญ หนึ่งในวิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการเพิ่มการถ่ายเทความร้อนคือการใช้ครีบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายโดยนักวิจัย [5] [6] [7] [8] และ [9] บางส่วนของการออกแบบ HEXs พิเศษในการกู้คืนความร้อนไอเสียจะถูกนำมาใช้ในต่อไปนี้. เมื่อเร็ว ๆ นี้ Ghazikhani et al, [10] ประมาณในงานทดลองที่เบรกเฉพาะการบริโภคน้ำมันเชื้อเพลิง (BSFC) ของเครื่องยนต์ดีเซลอาจจะดีขึ้นประมาณ 10% ในการโหลดที่แตกต่างกันและความเร็วของเครื่องยนต์ดีเซล OM314 โดยใช้ exergy หายจากท่อคู่ง่ายแลกเปลี่ยนความร้อนในไอเสีย . Pandiyarajan et al, [11] การออกแบบหลอดครีบแลกเปลี่ยนความร้อนและพวกเขาใช้ในการจัดเก็บพลังงานความร้อนโดยใช้วัสดุเปลี่ยนเฟสทรงกระบอก (PCM) แคปซูลและพบว่าเกือบ 10-15% ของการใช้พลังงานเชื้อเพลิงจะถูกเก็บไว้เป็นความร้อนในระบบจัดเก็บข้อมูลรวมกันในการโหลดที่แตกต่างกัน ในการทดลองอีกลีและเบ [12] การออกแบบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเล็ก ๆ น้อย ๆ มีครีบในไอเสียจากการออกแบบการทดลอง (DOE) เทคนิค พวกเขารายงานว่าครีบควรจะอยู่ในทางไอเสียก๊าซสำหรับการถ่ายโอนความร้อนมากขึ้นและได้รับการออกแบบ 18 รายในจำนวนที่แตกต่างกันครีบและความหนาและพบว่ากรณีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด Zhang et al, [13] รูปแบบหลอดครีบแลกเปลี่ยนความร้อนระเหยสำหรับรอบ ORC พวกเขาสรุปว่าประสิทธิภาพการกู้คืนความร้อนเสียอยู่ระหว่าง 60% และ 70% สำหรับส่วนมากของภูมิภาคในการดำเนินงานของเครื่องยนต์ยังพวกเขาบอกว่าพื้นที่สำหรับการถ่ายเทความร้อนระเหยหลอดครีบควรจะเลือกอย่างระมัดระวังตามภูมิภาคในการดำเนินงานโดยทั่วไปมากที่สุดของเครื่องยนต์ เมื่อเร็ว ๆ นี้งะและบารี [14] และ [15] ใช้ HEX ใหม่สำหรับกู้คืนความร้อนในเครื่องยนต์ดีเซลทดลองและตัวเลข พวกเขานำมาใช้ SST-k ωสำหรับการสร้างแบบจำลองของพวกเขาและพวกเขาที่ดีที่สุดความดันของไหลทำงานและการวางแนวของการแลกเปลี่ยนความร้อนและพบว่าพลังงานเพิ่มเติมเพิ่มขึ้นจาก 16% เป็น 23.7%. กระดาษนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างแบบจำลองการถ่ายเทความร้อนผ่านก๊าซไอเสียที่จะน้ำเย็น การสร้างแบบจำลองที่มีครีบที่มีรูปแบบที่มีความหนืดที่เหมาะสมในการคำนวณจำนวนเงินที่กู้คืนความร้อน กรณีที่สองของการทดลองก่อนหน้านี้ได้รับการคัดเลือกและผลการคำนวณเปรียบเทียบกับผลการทดลอง นอกจากนี้ผลของขนาดครีบและโหลดของเครื่องยนต์และความเร็วในการกู้คืนความร้อนจะถูกตรวจสอบชัดเจน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

1 . บทนำ
มันได้รับการยืนยันว่า ในเครื่องยนต์สันดาปภายใน ( หวานเย็น ) มากกว่า 30 – 40 % ของเสียพลังงานเชื้อเพลิงจากไอเสีย และเพียง 12 – 25 % ของพลังงานเชื้อเพลิงแปลงประโยชน์งาน [ 1 ] และ [ 2 ] บนมืออื่น ๆ , สถิติแสดงให้เห็นว่าการผลิตปริมาณการเจริญเติบโตของเครื่องยนต์สันดาปภายในที่รวดเร็วมาก และปัญหาการเพิ่มขึ้นของก๊าซเรือนกระจกที่เป็นอันตราย ( GHG ) จะปรากฏดังนั้น นักวิจัยมีแรงจูงใจโดยการใช้วิธีกู้คืนความร้อนจากขยะแหล่งในเครื่องยนต์ซึ่งไม่เพียง แต่ช่วยลดความต้องการของเชื้อเพลิงฟอสซิล แต่ยังลดก๊าซเรือนกระจก และช่วยประหยัด [ 3 ] และ [ 4 ] พลังงาน บนมืออื่น ๆ , เพราะไอเสียความร้อนอาจทำให้ความดันลดลงและผลกระทบต่อสมรรถนะเครื่องยนต์ การออกแบบ มีความสําคัญการเลือกที่เหมาะสมสำหรับการออกแบบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนชนิดแรกแต่ละข้อควรพิจารณา แม้ว่าต้นทุนการผลิตมักจะเป็นข้อ จำกัด หลัก หลาย ๆด้าน เช่น การเลือกช่วงอุณหภูมิความดันจำกัด ประสิทธิภาพ ความร้อนลดลง ความดัน การไหลของของไหล ความจุ ความสะอาดความสามารถในการบำรุงรักษา วัสดุ ฯลฯ เป็นสำคัญหนึ่งในวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดเพื่อเพิ่มการถ่ายเทความร้อนคือการใช้ตีนกบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายโดยนักวิจัย [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] และ [ 9 ] บางส่วนของการออกแบบที่พิเศษ hexs กู้ไอเสียความร้อนจะแนะนำต่อไปนี้

เมื่อเร็วๆ นี้ ghazikhani et al .[ 10 ] คาดว่าในงานทดลองที่อัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจำเพาะเบรค ( BSFC ) ของเครื่องยนต์ดีเซลจะเพิ่มขึ้นประมาณ 10% ในความเร็วในการโหลดที่แตกต่างกันและมี om314 เครื่องยนต์ดีเซล โดยใช้เส้นทางจากการกู้คืนง่ายท่อคู่แลกเปลี่ยนความร้อนในไอเสีย pandiyarajan et al .[ 11 ] ออกแบบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อติดครีบ และเคยเป็นแหล่งสะสมพลังงาน โดยใช้วัสดุเปลี่ยนเฟสทรงกระบอก ( PCM ) แคปซูลและพบว่าเกือบ 10 – 15% ของพลังงานเชื้อเพลิงจะถูกเก็บไว้เป็นความร้อนในระบบจัดเก็บข้อมูลรวมในการโหลดที่แตกต่างกัน ในที่อื่นงานทดลอง , ลี และ แบ [ 12 ] การออกแบบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนน้อย มีครีบในไอเสีย โดยการออกแบบการทดลอง ( DOE ) เทคนิคพวกเขารายงานว่าครีบควรอยู่ในไอเสียการถ่ายเทความร้อนและออกแบบทางเดินอีก 18 รายในตัวเลขที่แตกต่างกันและความหนาครีบและพบกรณีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด Zhang et al . [ 13 ] ออกแบบเป็นแบบท่อติดครีบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนสำหรับมาครอบพวกเขาสรุปว่า เสียประสิทธิภาพการกู้คืนความร้อนอยู่ระหว่างร้อยละ 60 และ 70 % สำหรับส่วนมากของงานเครื่องยนต์เขตยังกล่าวว่า สำหรับพื้นที่ถ่ายเทความร้อนแบบท่อติดครีบเครื่องควรจะเลือกอย่างระมัดระวังบนพื้นฐานของเครื่องยนต์มากที่สุดโดยทั่วไปปฏิบัติการภูมิภาค เมื่อเร็ว ๆนี้ , Hossain บารี [ 14 ] และ [ 15 ] และใช้ hex ใหม่สำหรับการกู้คืนความร้อนในเครื่องยนต์ดีเซลขนาดและตัวเลขพวกเขาใช้ SST K –ωสำหรับแบบจำลองของพวกเขาและพวกเขาเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของของไหลความดัน และการแลกเปลี่ยนความร้อนและพบว่าเพิ่มขึ้นจากร้อยละ 23.7 เพิ่มขึ้น 16 %

บทความนี้มุ่งเน้นการแบบจำลองการถ่ายเทความร้อนผ่านไอเสียเพื่อของเหลวเย็น แบบครีบแบบหนืดที่เหมาะสมในการคำนวณความร้อนการกู้คืน จำนวนสองกรณีของการทดลองงานก่อนเลือกและคำนวณเปรียบเทียบกับผลการทดลอง นอกจากนี้ผลของครีบและความเร็วในการโหลดและขนาดเครื่องยนต์พลังงานความร้อนคือการตรวจสอบกราฟิก