An investigation into heat transfer enhancement by using oscillating fins

• Published in: Journal of Engineering Vol. 19; no. 1; pp. 63 - 81
• Main Authors: Husayn, Ihsan Yahya, Mutashshar, Diya Ghanim, Ammuri, Karimah Ismail
• Format: Journal Article
• Language: Arabic; English
• Published: Baghdad, Iraq University of Baghdad, College of Engineering 2013
• Subjects: Convection; Heat; Transmission
• ISSN: 1726-4073; 2520-3339

The present work describes numerical and experimental investigation of the heat transfer characteristics in a plate-fin, having built-in piezoelectric actuator mounted on the base plate (substrate). The geometrical configuration considered in the present work is representative of a single element of the plate-fin and triple fins. Air is taken as the working fluid. A performance data for a single rectangular fin and triple fins are provided for different frequency levels (5, 30 and 50HZ), different input power (5, 10, 20, 30, 40 and 50W) and different inlet velocity (0.5, 1, 2, 3, 4, 5 and 6m / s) for the single rectangular fin and triple fins with and without oscillation. The investigation was also performed with different geometrical fin heights ( 50mm and 35mm) and distance between the fins (3mm and 6mm). It is observed that the heat transfer increases with the increase in the frequency and Reynolds number. It is further observed that triple fins with
(height = 50mm and distance between the fins = 3mm) gives better enhancement as compared to other cases, The study shows that the piezoelectric actuator when mounted on the rectangular fins gives great promise for enhancing the heat transfer rate.
العمل الحالي يبحث عدديا و تجريبيا خصائص انتقال الحرارة في زعانف مدمجة مع (Actuator Piezoelectric) و مثبتة على قاعدة الزعانف (Substrate). و اخذ بنظر الاعتبار الزعنفة المنفردة و الزعانف الثلاثية. و استخدم الهواء كمائع عمل. اختبرت قيم الأداء للزعنفة المنفردة و الزعانف الثلاثية لمستويات تردد مختلفة (5، 30، و50 هيرتز) ، قدرات إدخال مختلفة (5، l0، 20، 30، 40، و50 واط )، و سرع دخول مختلفة (5.0، l، 2، 3، 4، 5 و6 م/ثا ) مع و بدون ذبذبة. و أنجز البحث مع ارتفاعات زعانف مختلفة (35 ملم، 50 ملم)، و لمسافات بين الزعانف (3 ملم، 6 ملم). يلاحظان انتقال الحرارة يزداد مع زيادة التردد و عدد رينولد. كذلك يلاحظان الزعانف الثلاثية مع (الارتفاع =50 ملم و المسافة بين الزعانف =3 ملم) تعطي أفضل تحسن في انتقال الحرارة مقارنة مع الحالات الاخرى، و توضح الدراسة انه عند دمج ال (Actuator Piezoelectric) مع الزعانف المستطيلة يعطي تحسن كبير في معدل نقل الحرارة.