EPERIMENTAL INVESTIGATION OF THERMAL AND PRESSURE DROP PERFORMANCE OF CROSS- FLOW WIRE MESH HEAT EXCHANGERS

For the purpose of enhancing the heat transfer performance of cross-flow heat exchangers,extended surfaces are attached on the gas side, thus increasing the surface area and lowering theconvection heat transfer resistance. Experiments have been carried out to evaluate theperformance of four modules of cross flow heat exchangers. All heat exchanger modules have tenequally-spaced copper tubes in vertical alignment.A sheet of copper woven wire mesh wascorrugated in the form of rectangular-shape. Then, it was press-fitted to the tube to form a wiremesh heat exchanger. One module has bare copper tubes. The other three wire mesh heatexchanger modules were manufactured with 2, 3, and 4 mm wire mesh layer-to-layer spacings forcomparison purposes. Copper tubes containing hot distilled water flow of the heat exchangermodules, were subjected to external air flow forced convection heat transfer into an air ducthaving a 20 cm x 20 cm cross sectional inside area. The pressure drop in the air stream and thetemperature of the hot water inlet and outlet were recorded. The significance of this experimentalwork is the use of a low cost and commercially available woven wire mesh sheet as extended heattransfer surface. A comparison was made between the results of this study and results of otherenhanced cross-flow heat exchangers, obtained from open literature. Results showed anenhancement of the Nusselt number for all the wire mesh finned modules as compared to that ofthe bare module. Volumetric heat transfer coefficient results showed, an average increase of113.9%, 91.5%, and 81.4% in the 3, 4, and 2 mm wire mesh heat exchangers, respectively, ascompared to the bare heat exchanger module. من أجل تحسین أداء المبادل الحراری (سائل-ھواء)، یتم استخدام الأسطح الممتدة و التى عادة ما توضع ناحیة سریان الغاز وذلک لزیادة مساحة السطح لا نتقال الحرارة وبالتالی یتم تقلیل مقاومة انتقال الحرارة على السطح الخارجی. تم عمل التجاربلتقییم أداء عدد أربعة نماذج من المبادلات الحراریة. کل المبادلات الحراریة مصنعة و تتکون من عشرة مواسیر نحاسیة وعلىمسافات متساویة من بعضھا و موضوعة فى ترتیب رأسى. تم إستخدام شبک سلک نحاسى منعرج على شکل تعرجات مستطیلة لزیادة مساحة إنتقال الحرارةو تم توصیلھ مع مواسیر المیاه الساخنة عن طریق الشحط. أحد نماذج المبادلات الحراریة الأربعة یتکون من مواسیر المیاهالساخنة فقط بدون إستخدام شبک السلک النحاسى أما الثلاثة نماذج الأخرى فتم ترکیب شبک سلک نحاسى على المواسیر بشکلتعرجات مستطیلة و بمسافات مختلفة بین طبقات السلک النحاسى المتعرج و قیم ھذه المسافات الفاصلة کانت ٢ و ٣ و ٤ مم. ثم٢٠ سم. تم أخذ قیاسات الإنخفاض فى ضغط الھواء × بعد ذلک تم وضع المبادل الحرارى فى نفق ھواء حدیدى أبعاده ٢٠ سمبسبب مروره على مواسیر المبادل الحرارى و أیضا درجات حرارة دخول و خروج المیاه و الھواء من المبادل الحرارى.الأھمیة من إجراء ھذة الدراسة ھو إستخدام وسیلة رخیصة الثمن و متاحة لزیاة معدل إنتقال الحرارة. تم إجراء مقارنة بین نتائجھذه الدراسة و نتائج أخرى لمبادلات حراریة تم العمل على تحسین أداءھا أیضا. أظھرت النتائج تحسین فى معدل إنتقالالحرارة مع إستخدام شبک السلک النحاسى و بلغت قیم ھذه الزیادات ١١٣.٩ % و ٩١.٥ % و ٨١.٤ % عند إستخدام شبکالسلک النحاسى بقیم مسافات فاصلة بین الطبقات ٣ مم و ٤ مم و ٢ مم بالترتیب و قیم نسب الزیادة ھذه ھى بالمقارنة مع أداءالمبادل الحرارى بدون إستخدام شبک السلک النحاسى.