Wpływ modyfikacji orurowania i budowy wymiennika płaszczowo-rurowego na parametry intensyfikacji przepływu ciepła - model i symulacja numeryczna w ANSSYS

• Autorzy: Kasowski Szymon , Anwajler Beata

Identyfikatory

DOI

10.15199/9.2023.6.2

Warianty tytułu

EN

Effect of Modification of the Pipe And Construction of a Shell and Tube Exchanger on the Parameters of Intensification of Heat Flow - Model and Numerical Simulation in Ansys

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano wymiennik płaszczowo-rurowy małej mocy wraz z analizą przepływowo-cieplną wykonaną dla dwóch wariantów obejmujących rury proste oraz rury przetłoczone będące modyfikacją intensyfikującą proces wymiany ciepła. Oba wymienniki zaprojektowano jako czterodrogowe w celu minimalizacji ich wymiarów. Przeznaczeniem projektowanego wymiennika ciepła jest podgrzewanie wody użytkowej za pomocą ciepła pozyskiwanego z gorącej wody przesyłanej siecią ciepłowniczą. W artykule przedstawiono autorski układ przegród charakteryzujący się stałą liczbą rur oraz stałą powierzchnią przepływu czynnika w każdej z czterech dróg przepływu wody. Przeprowadzono proces obliczeniowy poparty symulacją numeryczną w programie ANSYS, w której zamodelowano przepływ cieczy przez projektowane wymienniki ciepła. W pracy uzyskano wyniki porównujące i oceniające wpływ modyfikacji na proces wymiany ciepła. Wskutek zastosowania w wymienniku płaszczowo-rurowym przetłoczonych rur zwiększono intensywność wymiany ciepła o 34,6% względem wymiennika o rurach prostych o średnicy 16 mm. Znaczna poprawa intensywności wymiany ciepła znacząco wpłynęła na proces miniaturyzacji wymiennika.

EN

The article a low-power shell-and-tube heat exchanger with a flow-thermal analysis performed for two variants including straight tubes and pressed tubes, which are a modification that intensifies the heat exchange process was presented. Both exchangers have been designed as four-way in order to minimize their dimensions. The purpose of the designed heat exchanger is to heat utility water with the use of thermal energy obtained from hot water sent via the heating network. The article an original partition system characterized by a constant number of pipes and a constant medium flow surface in each of the four water flow paths was presented. A calculation process was carried out supported by a numerical simulation in the ANSYS program, in which the flow of liquid through the designed heat exchangers was modeled. The results comparing and evaluating the impact of modifications on the heat transfer process were obtained in the work. As a result of the use of pressed tubes in the shell-and- tube exchanger, the intensity of heat exchange was increased by 34.6% compared to the exchanger with straight tubes with a diameter of 16mm. Significant improvement in heat exchange intensity significantly influenced the process of miniaturization of the exchanger.

Słowa kluczowe

PL

wymiennik płaszczowo-rurowy; turbulizacja przepływu; przetłoczenia rur; symulacja przepływu

EN

shell and tube heat exchanger; turbulent flow; overpressed pipes; flow simulation

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja
• Rocznik: 2023
• Tom: T. 54, nr 6
• Strony: 14--20
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kasowski Szymon

• Student - Wydział Mechaniczno-Energetyczny, Politechnika Wrocławska

autor

Anwajler Beata

• Katedra Inżynierii Konwersji Energii, Wydział Mechaniczno-Energetyczny, Politechnika Wrocławska

• https://orcid.org/0000-0002-3226-1120

Bibliografia

• [1] Akwa terma, „Uszczelki,” [Online]. Available: https://akwa-terma.com.pl/sieci-wodociagowe/inne/uszczelki. [Accessed 5 styczeń 2023].
• [2] Masłowski A., „Prędkość przepływu wody w rurociągach,” 14 czerwiec 2015. [Online]. Available: https://poradnikprojektanta.pl/pred-kosc-przeplywu-wody-w-rurociagach/. [Accessed 24 grudzień 2022].
• [3] CROMO-STAL, „Rury bezszwowe Ø16,” [Online]. Available: https://www.cromostal.pl/rury-bezszwowe.html. [Accessed 20 12 2022].
• [4] Duroudier J.P. 2016. “Heat Transfer in the Chemical”, Food and Pharmaceutical Industries, ISTE PRESS, ELSEVIER.
• [5] Naukowiec.org, „Wzór na minimalną grubość dna sitowego wzór,” [Online]. Available: https://www.naukowiec.org/wzory/inzynieria/minimalna-grubosc-dna-sitowego_2652.html. [Accessed 26 grudzień 2022].
• [6] Connor N., “What is Logarithmic Mean Temperature Difference - LMTD - Definition,” [Online]. Available: https://www.thermal-en-gineering.org/what-is-logarithmic-mean-temperature-difference-lmtd-definition/. [Accessed 20 grudzień 2022].
• [7] Polski Komitet Normalizacyjny, BN-80/2251-01, Wydawnictwo Normalizacyjne, 1980.