Fluid flow and heat transfer in an axially rotating pipe subjected to external convection

Abstract

The effects of external insulation and tube rotation on the heat transfer to a fluid flowing inside a tube are examined by analysis. The turbulent flow is assumed to be hydrodynamically fully developed. Heat transfer was found to be strongly suppressed by tube rotation. It is shown that the significance of external insulation on the Nusselt number increases with growing rotation rate of the pipe.

Der Einfluß des äußeren Wärmeübergangs und der Rotation auf die Wärmeübertragung in einer turbulenten Rohrströmung im Bereich des thermischen Einlaufs wird theoretisch untersucht. Es wird angenommen, daß das Geschwindigkeitsprofil voll ausgebildet ist. Die Rotation hat aufgrund der radial ansteigenden Zentrifugalkräfte einen ausgeprägten Einfluß auf die Unterdrückung der turbulenten Bewegung. Dadurch verschlechtert sich die Wärmeübertragung mit steigender Rotations-Reynoldszahl. Weiterhin zeigt sich, daß der Einfluß der äußeren Isolation auf die Nusseltzahl mit steigender Rohrrotation zunimmt.