Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Research into Deposits Accumulating on Heat Exchange Surfaces Due to the Thermal Degradation of Heat Exchange Apparatus in Steam Power Plants: A Study of Model Deposits

Hajduk Tomasz

Polish Maritime Research

|

2025

|

nr 1

103--110

EN

Deposits gathering on heat transfer surfaces can cause an increase in thermal resistance, which leads to thermal degradation. As a result, it causes a decrease in the efficiency of the entire thermal system, which translates into an increase in energy conversion costs, as well as an increase in environmental degradation. These deposits are characterised by the diverse geometric structure of the surface layer, which can be described using roughness parameters. The paper presents an original method for fabricating model deposits with diverse irregularities in their surface layers. The model deposits fabricated in this way can be dedicated as model research material for studies on the description of thermal degradation phenomena of heat exchangers within steam power plants, particularly condensers and regenerative heat exchangers. The physical characteristics of the model deposits and an original geometric model of their disposition onto the heat transfer area are presented in the paper, as well as the concept of a texture parameter defining the irregularity for the surface layer of these deposits.

2

Insight into the corrosion in non-ferrous alloy heat exchangers

Lachowicz Marzena M., Lachowicz Maciej B.

Ochrona przed Korozją

|

2025

|

nr 1

2--11

EN

Selected issues relating to the corrosion of non-ferrous heat exchanger components in their operating environment have been presented. With the increasing demand for such equipment, the number of reported corrosion-related failures is steadily increasing, resulting in rising operating costs. This paper introduces the different types of corrosion and defines selected corrosion problems affecting aluminium heat exchanger components. Macroscopic images are shown and the mechanism of corrosion caused by the presence of organic decomposition products on the surface of copper elements is discussed. In relation to copper, an example of corrosion caused by sulphate ions is also presented. The study also includes an example related to the hydrogenation of a titanium heat exchanger plate. The analyses presented in this paper are related to engineering practice and are relevant to the design of thermal energy exchange devices. The possibility of early detection of existing corrosion hazards will also help to prevent potential mechanical failures in heat exchangers.

PL

W pracy przedstawiono wybrane zagadnienia związane z korozją nieżelaznych elementów wymienników ciepła w ich środowisku eksploatacyjnym. Rosnący popyt na te urządzenia powoduje, że ilość odnotowanych awarii wywołanych korozją stale wzrasta, co wiąże się z rosnącymi kosztami ich eksploatacji. W pracy przedstawiono różne typy korozji, a także zdefiniowano wybrane problemy korozyjne dotyczące aluminiowych elementów wymienników ciepła. Pokazano obrazy makroskopowe oraz omówiono mechanizm korozji spowodowanej obecnością produktów rozkładu substancji organicznych na powierzchni elementów miedzianych. W odniesieniu do miedzi przedstawiono również przykład korozji wywołanej jonami siarczanowymi. W ramach badań przedstawiono także przykład związany z nawodorowaniem tytanowej płyty wymiennika ciepła. Przedstawione w pracy analizy związane są z praktyką inżynierską i stanowią istotne znaczenie dla projektowania urządzeń służących do wymiany energii cieplnej. Możliwość wczesnej detekcji istniejących zagrożeń korozyjnych pozwoli również zapobiegać potencjalnym awariom mechanicznym w wymiennikach ciepła.

3

Increasing the efficiency of heat exchange by improving the design of heat exchangers

Khurmamatov Abdugaffor M., Ismailov Oybek, Auesbaev Alisher U., Rakhimov Ganisher B., Muminov Jalolidin A., Khametov Zamir M.

Nafta-Gaz

|

2025

|

R. 81, nr 1

73--83

EN

This article is focused on the investigation and optimization of heat exchange efficiency in a shell-and-tube heat exchanger used for heating a saturated absorbent with regenerated absorbent in the technology of purifying regeneration gas from acidic components through absorption. The optimization of heat exchange efficiency involves modifying the hydrodynamic regimes of the heat exchanger by adjusting the properties of working fluids inside the tubes and the inter-tube space. The study aims to enhance heat exchange by inducing turbulent flows inside and between the tubes. The authors examined the impact of centrifugal force on flow dynamics to improve distribution uniformity within the distribution chamber. To achieve this, a strategic reorientation of the raw material inlet nozzle in a horizontal shell-and-tube heat exchanger with a one-sided influence on the distribution chamber is proposed. Throughout the research, experiments were conducted, and heat exchange parameters were examined including flow velocity, temperature differentials, and heat transfer coefficients. The results allowed for the determination of optimal parameters to enhance heat exchange efficiency in the specific heat exchanger. This work represents a significant contribution to the heat exchange technology and can be applied to optimize processes in the oil and gas and chemical industries, as well as other sectors utilizing shell-and-tube heat exchangers. The findings advance the understanding of heat exchange mechanisms and provide practical insights for improving efficiency in various industrial applications.

PL

Niniejszy artykuł poświęcony jest badaniu i optymalizacji wydajności wymiany ciepła w płaszczowo-rurowym wymienniku ciepła wykorzystywanym do ogrzewania nasyconego absorbentu z regenerowanym absorbentem w ramach technologii oczyszczania gazu regeneracyjnego z kwaśnych składników poprzez absorpcję. Optymalizacja wydajności wymiany ciepła polega na modyfikacji reżimów hydrodynamicznych wymiennika ciepła poprzez dostosowanie właściwości płynów roboczych wewnątrz rur i przestrzeni międzyrurowej. Badanie ma na celu zwiększenie wymiany ciepła poprzez indukowanie przepływów turbulentnych wewnątrz i między rurami. Autorzy zbadali wpływ siły odśrodkowej na dynamikę przepływu, celem uzyskania równomiernego rozkładu w komorze dystrybucyjnej. W tym celu zaproponowano zastosowanie strategicznego przeorientowania dyszy wlotowej surowca w poziomym płaszczowo-rurowym wymienniku ciepła przy jednostronnym wpływie na eliptyczną pokrywę otworu. W trakcie badań przeprowadzono eksperymenty i zbadano parametry wymiany ciepła, w tym prędkość przepływu, różnice temperatur i współczynniki przenikania ciepła. Wyniki pozwoliły na określenie optymalnych parametrów pozwalających na zwiększenie wydajności wymiany ciepła w konkretnym wymienniku ciepła. Praca ta stanowi znaczący wkład w technologię wymiany ciepła a jej wyniki mogą zostać wykorzystane do optymalizacji procesów w przemyśle naftowym, gazowym i chemicznym, a także w innych sektorach wykorzystujących płaszczowo-rurowe wymienniki ciepła. Wyniki badań przyczyniają się do lepszego zrozumienia mechanizmów wymiany ciepła i zapewniają praktyczny wgląd w poprawę wydajności w różnych zastosowaniach przemysłowych.

4

Doświadczenia operacyjne wymienników ciepła pracujących w warstwie pęcherzowej kotłów fluidalnych

Kotowicz Janusz, Borecki Paweł

Rynek Energii

|

2024

|

Nr 6

33--37

PL

Artykuł ten skupia się na doświadczeniach operacyjnych wymienników ciepła pracujących w warstwie pęcherzowej złoża fluidalnego, stosowanych przez wielu producentów w swoich kotłach. Wymienniki ciepła Intrex pracują na ścieżce pary jako przegrzewacze pary (SH – superheater) lub jako przegrzewacze regeneracyjne (RH – reheater), będąc kluczowymi komponentami do osiągnięcia zadanych parametrów pary. Przeprowadzone badania laboratoryjne oraz testy na obiektach przemysłowych pozwoliły na zdefiniowanie obszarów w których można zoptymalizować parametry pracy wymienników.

EN

Intrex heat exchangers work on steam path as superheaters (SH) or as reheaters (RH) being critical components to achieving designed steam parameters. Origins of operating problems with Intrex heat exchangers are mainly due to incorrect ﬂuidization levels in Intrex chambers. For lower Intrex where bed material from boiler chamber is fed to Intrex chamber through wall openings problems appear when PSD (particle size distribution) of fuel fed to boiler is out of design range. In that case large bottom ash particles are formed and with bed material travel» to Interrex chamber causing ﬂuidization problems. Operating experience shows that change of ﬂuidization levels in interrex chamber can lead to signiﬁcant decrease in heat transfer which can lead to not reaching designed steam parameters and to steam superheat wane. The same inﬂuence on heat transfer in Intrex heat exchanger has incorrect PSD of bed material supplied from boiler chamber causing decrease 1n heat transfer and in extreme conditions to heat transfer atrophy.

5

Wykorzystanie płytowych wymienników ciepła w aplikacjach HVACR

Kaiser Krzysztof

Chłodnictwo i Klimatyzacja

|

2024

|

nr 1-2

66--68, 70

PL

W chłodnictwie i klimatyzacji wymienniki ciepła są bardzo istotnymi elementami układu, bez których nie byłoby możliwe zrealizowanie koniecznych do działania układu procesów – wymiany ciepła między płynami o różnych temperaturach. Stosowane są w różnych aplikacjach techniki HVACR, a ich nazwy określane są w zależności od przeznaczenia, na przykład: parownik, skraplacz, nagrzewnica, chłodnica, ekonomizer, wymiennik odzysku ciepła, dochładzacz ciekłego czynnika, przegrzewacz par czynnika.

6

Assessing the financial benefits of using a shower drain heat recovery system - a case study

Janaszek Agata, Kowalik Robert

Structure and Environment

|

2023

|

Vol. 15, no. 3

168--172

EN

The production of hot water for bathing in Poland accounts for around 15% of the total energy consumption of a typical household. According to EU data, final energy consumption for lighting and appliances is similar to final energy consumption for hot water preparation. This makes it a significant contributor to housing and utility costs, exceeded only by heating expenses. Research has indicated that only about 10% of the water utilized during a shower is necessary for hygiene purposes. Consequently, around 90% of the hot water supplied to the shower is ultimately discharged into the sewage system. By harnessing the primary energy from wastewater, we can effectively conserve heat energy and reduce the overall expenditure associated with hot water. The objective of this article is to explore the utilization of heat recovery from domestic wastewater as a means to enhance the energy efficiency of residential buildings.

PL

Wytwarzanie ciepłej wody w Polsce do kąpieli stanowi około 15% całkowitego zużycia energii w typowym gospodarstwie domowym. Według danych UE, końcowe zużycie energii na oświetlenie i urządzenia jest zbliżone do końcowego zużycia energii na przygotowanie ciepłej wody użytkowej. To sprawia, że jest to znaczący czynnik wpływający na koszty mieszkaniowe i użytkowe, przewyższany jedynie przez wydatki na ogrzewanie. Badania wykazały, że tylko około 10% wody zużywanej podczas kąpieli pod prysznicem jest niezbędna do celów higienicznych. W rezultacie około 90% ciepłej wody dostarczanej do prysznica jest ostatecznie odprowadzane do kanalizacji. Wykorzystując energię pierwotną ze ścieków, możemy skutecznie oszczędzać energię cieplną i zmniejszyć ogólne wydatki na ciepłą wodę. Celem tego artykułu jest zbadanie wykorzystania odzysku ciepła ze ścieków domowych jako sposobu na zwiększenie efektywności energetycznej budynków mieszkalnych.

7

Evaluation of the Process of Condensation of Water Vapour in the Presence of Deposits Using a Single Pipe in the Heat Exchanger of a Condensing Power Plant as an Example

Hajduk Tomasz

Scientific Journal of Gdynia Maritime University

|

2023

|

nr 128

78--92

EN

Additional thermal resistance caused by deposits accumulating on the heat exchange surfaces of condensers and in the regenerative exchangers of steam power plants most often results in a deterioration in the heat exchange process, which manifests itself, amongt other things, in a reduction in the thermal power of a given heat exchange device and an increase in the working pressure on the steam side. Moreover, such deposits sometimes form irregularities with a diverse geometric structure, hence the description of the water vapour condensation process is not always easy to interpret due to the coexistence of many phenomena at the same time. The article describes selected theoretical issues regarding the presence of deposits on heat exchange surfaces and presents the results of the author’s own experimental research on heat transfer in the process of condensing water vapour on an example of a single pipe with deposits taken from the heat exchanger of a steam condensing power plant.

8

Measurement Methods for Flux Residue Quantity after Controlled Atmosphere Brazing of Aluminum Coolers

Nadolny Sławomir, Hamrol Adam, Rogalewicz Michał, Piasecki Adam

Management and Production Engineering Review

|

2023

|

Vol. 14, No. 3

156--163

EN

The Controlled Atmosphere Brazing (CAB) process together with NOCOLOKr flux is associated with the occurrence of potassium fluoroaluminate residue inside the cooler. Excess of this flux residue is known to cause gelation of the coolant, which deteriorates the efficiency of the cooler. The flux residue amount is most often measured via Atomic Absorption Spectroscopy (AAS), in accordance with DIN ISO 9964-3. This is a time-consuming measurement that requires the use of specialized equipment and costly solvents. The following article presents two innovative methods for flux residue measurement after CAB process. They include Scanning Electron Microscopy (SEM) with Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) and Reflected Light Microscopy (RLM) with Differential Interference Contrast (DIC) module. The accuracy of these methods has been compared to the reference AAS method to evaluate their potential as alternative, less expensive, and quicker measurement methods for determining the quantity of flux residue.

9

Analiza zysku finansowego przy zastosowaniu instalacji odzysku ciepła ze ścieków spod prysznica dla budynku jednorodzinnego

Kowalik Robert

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2023

|

Nr 3

19--22

PL

Woda grzewcza do zaopatrzenia w ciepłą wodę stanowi około 20% całkowitego zużycia energii w standardowym domu, a większość obciążenia przypada na wodę grzewczą do kąpieli lub prysznica. Koszt cieplej wody z reguły zajmuje drugie miejsce pod względem kosztów mieszkania i usług komunalnych w budynkach mieszkalnych, ustępując jedynie kosztom ogrzewania. Badania wykazały, że do zabiegów higienicznych człowiek potrzebuje 1/10 wody użytej pod prysznicem. Tak wiec około 90% cieplej wody dostarczanej do baterii prysznicowej jest odprowadzane do kanalizacji. Ponowne wykorzystanie energii ze ścieków pozwoli zaoszczędzić energie cieplną i zmniejszy całkowity koszt cieplej wody. Artykuł poświęcony jest badaniu wykorzystania odzysku ciepła ze ścieków szarych do zwiększenia efektywności energetycznej budynków.

EN

Heating water for hot water supply accounts for about 20% of a standard home's total energy consumption, with most of the load going to heating water for bathing or showering. The cost of hot water generally ranks second in terms of housing and utilities in residential buildings, second only to the cost of heating. Studies have shown that a person needs 1/10 of the water used in a shower for hygiene procedures. Thus, about 90% of the hot water supplied to the shower tap is discharged into the sewage system. Reusing energy from wastewater will save heat energy and reduce the total cost of hot water. The article is devoted to studying the use of heat recovery from domestic wastewater to increase the energy efficiency of buildings.

10

Corrosion Protection of Selected Aluminum Wrought Alloys applied in the Automotive Industry

Jakóbczak Karol, Kowalik Remigiusz

Archives of Metallurgy and Materials

|

2023

|

Vol. 68, iss. 1

287--293

EN

The paper aims to review the corrosion properties of selected aluminum alloys applied in the automotive industry which are used in heat exchangers, bodyworks and car wires. Particular attention was focused on application of selected chemical compounds which added to corrosive environment in certain amounts lead to decrease of corrosion rate of protected aluminium alloy. Considered different environmental conditions which are simulating real vehicle exploitation. At review analyzed ability to application mentioned compounds on automotive parts, because there is needed fill of following requirements: environmentally friendly, relatively inexpensive and characterized by long-term performance under certain conditions. Main conclusion of review is that there are needed extension of research regarding to application of inhibitive compounds especially on the surface of cars wires.

11

Analiza parametrów cieplno-przepływowych lamelowego wymiennika ciepła z wykorzystaniem pełnowymiarowego modelu CFD i jego weryfikacji eksperymentalnej

Janusz Szymon, Szudarek Maciej, Rudniak Leszek, Borcuch Marcin

Instal

|

2022

|

nr 6

29--34

PL

Wymienniki ciepła, w zależności od przeznaczenia, różnią się między sobą konstrukcją i zasadą działania. Niezależnie od mediów wymieniających ciepło, prowadzone są prace nad poprawą efektywności wymienników i zmniejszenia strat ciśnienia. Coraz częściej do optymalizacji tego typu urządzeń stosowane są symulacje numeryczne z wykorzystaniem oprogramowania CFD. Modelowanie pełnowymiarowych urządzeń wiąże się jednak z dużą liczbą komórek obliczeniowych w modelu numerycznym, a w konsekwencji długim czasem symulacji lub brakiem możliwości przeprowadzenia analizy dla zakładanego pierwotnie modelu. W artykule zaprezentowano wyniki analiz numerycznych i eksperymentalnych pracy wymiennika lamelowego. Dzięki zastosowaniu opisanych w artykule uproszczeń, zmniejszono liczbę elementów siatki numerycznej z ok. 200 mln do ok. 13 mln, co pozwoliło na przeprowadzenie obliczeń na posiadanej stacji obliczeniowej. Model został zweryfikowany na stanowisku eksperymentalnym, a maksymalny błąd względny spadków ciśnienia między symulacją, a eksperymentem nie przekroczył 5%. Przedstawione założenia i procedury mogą być wskazówką przy analizie pokrewnych konstrukcji charakteryzujących się modelami numerycznymi o dużej liczbie elementów o niewielkich wymiarach.

EN

Heat exchangers, depending on their intended use, vary in terms of their design and principle of operation. Regardless of the heat transfer media, research is carried-out to improve the efficiency of the exchangers and reduce pressure losses. Numerical simulations with the use of CFD software are often used to optimize this type of devices. However, modelling full-size devices, is associated with a large number of computational cells in the numerical model and, consequently, a long simulation time or the inability to perform the analysis for the originally prepared model. The article presents the results of numerical and experimental analyzes of the finned coil heat exchanger. Thanks to the simplifications described in the article, the number of numerical grid elements was reduced from approx. 200 million to approx. 13 million, which made it possible to carry out calculations on the existing computing station. The model was verified on an experimental stand, and the maximum relative error of pressure drop did not exceed 5% between the simulation and the experiment. Presented assumptions and procedures can be a guide in the analysis of related devices characterized by numerical models with a large number of small elements.

12

Badanie skraplania czynników chłodniczych w płaszczowo-rurkowym miniwymienniku ciepła

Kruzel Marcin, Bohdal Tadeusz, Dutkowski Krzysztof

Chłodnictwo i Klimatyzacja

|

2022

|

nr 4

50--57

PL

W artykule opisano nową konstrukcję miniwymiennika ciepła typu płaszczowo-rurkowego wykorzystanego jako miniskraplacz niskociśnieniowych czynników chłodniczych HFE 7000 i HFE 7100. Konstrukcja ta jest odpowiedzią na światowy trend budowy wysokosprawnych, zminiaturyzowanych konstrukcji wymienników ciepła do zastosowań w HVACR. Autorzy określili charakterystykę procesu skraplania oraz wpływ grubości kondensatu na intensywność przejmowania ciepła. Wyniki pozwoliły opracować własną zależność obliczeniową pozwalającą wyznaczać wartości współczynnika przejmowania ciepła podczas skraplania czynników chłodniczych w miniwymiennikach płaszczowo-rurkowych o małej mocy cieplnej.

13

Adjustment of process parameters in the brazing of aluminium heat exchangers

Mirski Zbigniew, Pabian Jarosław

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2022

|

Vol. 66, No. 4

9--20

EN

Brazing in tunnel continuous furnaces constitutes the primary technology used when brazing heat exchangers made of the 3XXX series of aluminium alloys. The pure nitrogen-shielded brazing process is performed using non-corrosive flux NOCOLOK. The primary parameters applied during the brazing of aluminium heat exchangers include brazing temperature and time as well as the type and the amount of filler metals. One of the most commonly used brazing metals (having the form of coatings deposited on elements subjected to brazing) is silumin AlSi7.5. All parameters, significantly affecting the quality of the brazing process, enable the prevention of unfavourable physicochemical phenomena such as the dissolution and the erosion of brazed joints. The article presents results of brazing tests performed using normal, hot and very hot temperature profiles. A wedge test discussed in the article (performed using the normal brazing profile and involving metallographic examination) enabled the determination of the capillarity and wettability of the filler metal. The test also revealed the slight dissolution of materials subjected to brazing, yet within acceptable limit values.

PL

Lutowanie twarde w tunelowych piecach przelotowych jest podstawową technologią spajania wymienników ciepła, wytwarzanych ze stopów aluminium serii 3XXX. Lutowanie odbywa się pod osłoną czystego azotu (99,999%) oraz przy oddziaływaniu niekorozyjnego topnika NOCOLOK. Do podstawowych parametrów lutowania aluminiowych wymienników ciepła zalicza się temperaturę i czas lutowania oraz rodzaj i ilość (grubość plateru) stosowanych materiałów dodatkowych. Jako luty, w postaci platerów naniesionych na łączone elementy, są najczęściej używane spoiwa siluminowe, w tym przede wszystkim spoiwo AlSi7,5. Wszystkie parametry mają bardzo istotny wpływ na jakość procesu lutowania, w tym na uniknięcie niekorzystnych zjawisk fizykochemicznych, takich jak roztwarzanie i erozja połączeń lutowanych. W artykule przedstawiono wyniki prób lutowania, stosując profile temperaturowe: normalny, gorący i bardzo gorący. W próbie klinowej, używając normalnego profilu lutowania, na podstawie badań metalograficznych, określono kapilarność i zwilżalność lutu, a także stwierdzono nieznaczne roztwarzanie materiałów lutowanych, w granicach wartości dopuszczalnych.

14

An influence of fouling gathered on the heat transfer surfaces on the heat performance characteristics of the ship steam systems' heat exchangers

Hajduk T.

TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation

|

2021

|

Vol. 15 No. 1

183--189

EN

More than half of the incidents reported to EMSA relate to nautical events such as collision, groundings and contacts. Knowledge of accurate and high-integrity positioning is therefore not only a need for future automated shipping but a base for today’s safe navigation. Examples on accidents include Ever Given in the Suez Canal and HNoMS Helge Ingstad in Norway. A Network-RTK (NRTK) service can be used as an augmentation technique to improve performance of shipborne GNSS receivers for future positioning of manned and unmanned vessels in restricted areas, such as port areas, fairways, and inland water ways. NRTK service providers generate RTK corrections based on the observations of networks of GNSS reference stations which enables the users to determine their position with centimeter accuracy in real-time using a shipborne GNSS receiver. Selection of appropriate communication channels for dissemination of NRTK corrections data is the key to a secure positioning (localization) service. In PrePare-Ships project, the modern maritime communication system VDES (VHF Data Exchange System) is proposed to distribute SWEPOS (NRTK in Sweden) correction data to shipborne positioning modules. VDES is a very reliable technique and it is compatible with most onboard functionalities. In order to minimize the impact on the overall VDES data capacity in a local area, NRTK correction data shall only occupy a single VDES slot with a net capacity of 650 bytes. Update rates may vary but are preferably at 1Hz. However, NRTK correction data size changes instantly, depending on the number of visible GNSS satellites, and the data rate can therefore sometimes reach in excess of 1000 byte/s. In this study, a smart technique is proposed to reduce size of NRTK correction data to instantly adapt with the VDES requirements by choosing a combination of specific signals, satellites or even constellations such that the data rate is not more than 650 byte/s, and at the same time it achieves optimal positioning performance with the accuracy required by the PrePare-Ships project application.

15

Wybrane zagadnienia doboru materiałów inżynierskich na przykładzie wymienników ciepła

Richter Janusz, Roskosz Stanisław, Ashby Michael F.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2020

|

Vol. 87, nr 1-2

2-12

PL

W artykule opisano podstawy jednej z najważniejszych metod doboru materiałów opartej na wykresach doboru, tzw. wykresach Ashby’ego i wskaźnikach funkcjonalności. Przykładową procedurę doboru materiałów na wymienniki ciepła przeprowadzono z zastosowaniem programu Cambridge Engineering Selector. Zdefiniowano i przedstawiono wymagania projektowe (cieplne, mechaniczne, korozyjne i ekonomiczne). Wyprowadzono trzy odpowiednie wskaźniki funkcjonalności, które umożliwiły wybór, ocenę i końcowy ranking różnych tworzyw metalowych. Procedurę uzupełniono zaleceniami metodycznymi dotyczącymi doboru materiałów inżynierskich na wymienniki ciepła.

EN

The paper describes the rudiments of one of the most important materials selection methods employing materials selection graphs, so called Ashby’s charts, and performance indices. The example procedure of materials selection for heat exchangers has been performed using Cambridge Engineering Selector software. The design and material requirements (thermal, mechanical, corrosion, economic) have been defined and presented. The relevant three performance indices, enabling selection, assessment and final ranking of various metallic materials, have been developed. The final selection was supplemented with the methodological recommendations concerning the selection procedure of materials for heat exchangers.

16

Technologia chemicznego czyszczenia pianą aktywną jako alternatywa dla chemicznego czyszczenia roztworami, czyszczenia hydrodynamicznego oraz czyszczenia nabojami skrobiącymi

Cong Thanh Nguyen, Gawron Paweł, Majka Wojciech

Energetyka

|

2020

|

nr 4

173--180

PL

Osadzanie się cząstek zanieczyszczeń z czynnika chłodzącego w kondensatorach turbinowych oraz innych wymiennikach ciepła jest główną przyczyną zmniejszenia sprawności wymiany ciepła, jak również może być przyczyną problemów eksploatacyjnych, związanych z procesami korozyjnymi, zachodzącymi pod powierzchnią osadów. Stopniowy wzrost zanieczyszczenia powierzchni osadami, w krytycznych przypadkach prowadzący do całkowitego zatkania się rur wymiennika, oprócz efektu izolacyjnego utrudniającego wymianę ciepła, prowadzi do znaczącego wzrostu oporów przepływu i związanych z tym strat energetycznych na przesyle czynnika chłodzącego. Dla bardzo dużych wymienników ciepła, jakimi są m.in. skraplacze turbinowe bloków energetycznych, straty związane z obecnością ponadnormatywnej ilości osadów eksploatacyjnych na powierzchniach wymiany ciepła w bardzo znaczący sposób wpływają na ogólną sprawność wytwarzania energii. Stąd konieczność ciągłego utrzymywania właściwego stopnia czystości powierzchni wymiany. Istniejące technologie oczyszczania powierzchni wymiany ciepła można podzielić na realizowane w trybie on-line, jak ciągłe oczyszczanie rur kulkami oraz technologie oczyszczania stosowane w okresach postojów remontowych. Każda z tych technologii, oprócz oczywistych zalet, ma charakterystyczne ograniczenia. Poszukiwanie nowych technologii opartych na bardziej ekonomicznych i efektywniejszych rozwiązaniach jest kierunkiem działań wartym uwagi.

EN

Build-up of deposite from coolant impurities in turbine condensers and other heat exchangers is the main cause of reduced heat exchanging efficiency and can also be the reason of operational problems connected with corrosion processes occurring under the deposit layer. Gradual growth of deposit thickness that in critical cases may cause clogging of heat exchanger pipes, apart from insulation effect hampering the heat exchange, leads to a significant increase of flow resistance and the accompanying energy losses in coolant transmission. And for very big heat exchangers like turbine condensors of power units, the losses caused by excessive amount of sediments on heat exchanging surfaces can dramatically affect the overall energy generation efficiency. This, in turn, results in necessity to keep the appropriate degree of exchange surfaces cleanliness. The existing technologies of cleaning heat exchange surfaces can be divided into the ones realized on-line like continuous ball cleaning and technologies applied during standstills. But each one of them has also, apart from obvious advantages, characteristic limitations. Search for new technologies based on more economic and effective solutions is the noteworthy course of action.

17

Rheodynamics non-viscous medium in long (cylindrical) pipes: using the Ostwald-De Ville model

Brovatets Oleksandr, Chоvniuk Yuiry, Moskvitina Anna

ECONTECHMOD : An International Quarterly Journal on Economics of Technology and Modelling Processes

|

2020

|

Vol. 9, No 2

19--22

EN

While heating the soil in greenhouses, ground heat exchangers are used, as well as when accumulating heat in soil massifs for further use of heat by heat pumps, or when accumulating heat from solar collectors in heat accumulators. In such cases, a coolant moves in the heat exchangers, which will not freeze or boil, most often these are solutions polyethylene/ethylene glycol, which belong to nonlinear viscous fluids. In this work, the nonisothermal motion of a nonlinear-viscous fluid (within the framework of the Ostwald - de Ville model) in a flat channel with a given heat flow on the wall is investigated. A characteristic feature of the flow of such media is their high thermal sensitivity due to phase and structural transformations. Therefore, with a change in temperature, there is a sharp change in rheological properties. For a number of materials, for example, for polyethylene glycol (ethylene glycol) mixtures, for glycerol solutions, these changes can occur in a fairly narrow temperature range. The flow in a channel is considered, the length of which is much greater than the length of the hydrodynamic and thermal initial sections. The case is investigated when the temperature changes along the channel. Channels of arbitrary cross-section (and, in particular, rectangular and circular) are considered. The situation is analyzed when the temperature changes along the channel, and this change is rather weak in relation to the temperature change along the channel walls (in the transverse direction, that is, in the plane of symmetry). To describe the state of the system, the so-called state diagram (dependence of the temperature on the axis of symmetry of the channel on the heat flux).

18

Quantitative evaluation of eddy current signals generated by defects in austenitic heat exchanger tubes

Kukla Dominik, Zagórski Andrzej, Sarniak Łukasz

Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach

|

2019

|

Vol. 63, No. 4

59--65

EN

The research discussed in the article involved the analysis of impedance characteristics originating from various non-standard defects detected in the material of an austenitic tube. Research-related test results were obtained when scanning a tube made of steel 316, using an internal probe and a MultiScan 5800 device. The tests involved the use of the classical ECT vortex current method applied to examine both the tube containing artificial defects, simulating the most common defects in industrial heat exchanger tubular inserts, and reference tubes containing standard defects. The non-standard defects (created artificially) simulated combinations of cracks, pits or other defects formed as a result of exposure to aggressive chemical and mechanical factors present in industrial conditions. The tests involved the scanning of the entire length of the tube at a constant rate. The tests were performed using a transient probe recording electrical impedance changes in a relative mode and in an absolute mode. The interpretation of results related to the non-standard defects was based on a comparison with the results obtained in relation to the standard reference defects. Values obtained in relation to the non-standard defects enabled, among other things, the identification of their volume and position in relation to the measurement probe. In most cases it was not possible to interpret the geometry of a given defect. The foregoing could be achieved using other non-destructive testing techniques.

PL

Dokonano oceny charakterystyk impedancyjnych pochodzących od różnych wad w materiale rury austenitycznej. Wskazania te otrzymano podczas badania rury ze stali 316 sondą wewnętrzną z wykorzystaniem aparatu MultiScan 5800. Zastosowano klasyczną metodę prądów wirowych ECT, badając zarówno rurę ze sztucznymi wadami symulującymi najczęściej spotykane uszkodzenia wkładów rurowych wymienników ciepła, jak również rury referencyjne, z i wadami standardowymi. Wytworzone sztucznie niestandardowe wady miały na celu odwzorowanie spotykanych w diagnostyce przemysłowej kombinacji pęknięć, wżerów lub innych ubytków powstałych w wyniku oddziaływań mechanicznych oraz działania agresywnych czynników chemicznych. Badania polegały na skanowaniu rury ze stałą prędkością, przy użyciu sondy przelotowej rejestrującej zmiany impedancji elektrycznej w trybie względnym i trybie absolutnym. Interpretacja uzyskanych wyników, dla wad niestandardowych, była oparta na analizie porównawczej z wynikami uzyskanymi dla standardowych próbek referencyjnych. Otrzymane wartości dla wad niestandardowych umożliwiły ich scharakteryzowanie, tj. określenie ich objętości oraz położenia względem sondy pomiarowej. W większości przypadków nie była możliwa interpretacja geometrii wady, a co jest możliwe przy zastosowaniu innych technik badań nieniszczących.

19

Heat transfer and pressure drop characteristics of the silicone-based plate heat exchanger

Muszyński Tomasz, Andrzejczyk Rafał, Park Il Wong, Dorao Carlos Alberto

Archives of Thermodynamics

|

2019

|

Vol. 40, no. 1

127--143

EN

The paper presents an experimental investigation of a silicone based heat exchanger, with passive heat transfer intensification by means of surface enhancement. The main objective of this paper was to experimentally investigate the performance of a heat exchanger module with the enhanced surface. Heat transfer in the test section has been examined and described with precise measurements of thermal and flow conditions. Reported tests were conducted under steady-state conditions for single-phase liquid cooling. Proposed surface modification increases heat flux by over 60%. Gathered data presented, along with analytical solutions and numerical simulation allow the rational design of heat transfer devices.

20

A case study of working fluid selection for a small-scale waste heat recovery ORC system

Klimaszewski Piotr, Zaniewski Dawid, Witanowski Łukasz, Suchocki Tomasz, Klonowicz Piotr, Lampart Piotr

Archives of Thermodynamics

|

2019

|

Vol. 40, no. 3

159--180

EN

The paper illustrates a case study of fluid selection for an internal combustion engine heat recovery organic Rankine cycle (ORC) system having the net power of about 30 kW. Various criteria of fluid selection are discussed. Particular attention is paid to thermodynamic performance of the system and human safety. The selection of working fluid for the ORC system has a large impact on the next steps of the design process, i.e., the working substance affects the turbine design and the size and type of heat exchangers. The final choice is usually a compromise between thermodynamic performance, safety and impact on natural environment. The most important parameters in thermodynamic analysis include calculations of net generated power and ORC cycle efficiency. Some level of toxicity and flammability can be accepted only if the leakages are very low. The fluid thermal stability level has to be taken into account too. The economy is a key aspect from the commercial point of view and that includes not only the fluid cost but also other costs which are the consequence of particular fluid selection. The paper discusses various configurations of the ORC system – with and without a regenerator and with direct or indirect evaporation. The selected working fluids for the considered particular power plant include toluene, DMC (dimethyl carbonate) and MM (hexamethyldisiloxane). Their advantages and disadvantages are outlined.