PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Powiadomienia systemowe
  • Sesja wygasła!
  • Sesja wygasła!
  • Sesja wygasła!
  • Sesja wygasła!
  • Sesja wygasła!
Tytuł artykułu

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

Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Zwiększenie wydajności wymiany ciepła poprzez ulepszenie konstrukcji wymienników ciepła
Języki publikacji
EN
Abstrakty
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.
Czasopismo
Rocznik
Strony
73--83
Opis fizyczny
Bibliogr. 35 poz.
Twórcy
  • Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences, Uzbekistan
  • Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences, Uzbekistan
  • Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences, Uzbekistan
  • Karakhalpak State University named after Berdakh, Uzbekistan
  • Karshi Engineering-Economic Institute, Uzbekistan
  • Fergana Polytechnic Institute, Uzbekistan
  • Fergana Polytechnic Institute, Uzbekistan
Bibliografia
  • Afshari F., Sozen A., Khanlari A., Tuncer A.D., 2021. Heat transfer enhancement of finned shell and pipe heat exchanger using Fe2O3/ water nanofluid. Journal of Central South University, 28(11):3297–3309. DOI: 10.1007/s11771-021-4856-x.
  • Afshari F., Zavaragh H.G., Di Nicola G., 2019. Numerical analysis of ball-type turbulators in pipe heat exchangers with computational fluid dynamic simulations. International Journal of Environmental Science and Technology, 16(5): 3771–3780. DOI:10.1007/s13762-018-2012-4.
  • Andrzejczyk R., Muszynski T., Gosz M., 2018. Experimental investigations on heat transfer enhancement in shell coil heat exchanger with variable baffles geometry. Chemical Engineering and Processing – Process Intensification, 132: 114–126. DOI:10.1016/j.cep.2018.08.017.
  • Auesbaev A.U., Khurmamatov A.M., Ismaylov O.Y., Khametov Z.M., 2024. Study of the thickness of the boundary layer of hydrocarbons in horizontal tubes of heat exchangers. Processes of Petrochemistry and oil refining, 25(3): 931–941.
  • Benarji N., Balaji C., Venkateshan S.P., 2008. Optimum design of cross-flow shell and pipe heat exchangers with low fin tubes. Heat Transfer Engineering, 29(10): 864–872. DOI:10.1080/01457630802125724.
  • Bianco N., Iasiello M., Mauro G.M., Pagano L., 2021. Multi-objective optimization of finned metal foam heat sinks: tradeoff between heat transfer and pressure drop. Applied Thermal Engineering, 182: 116058. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2020.116058.
  • Etghani M.M., Baboli S.A.H., 2017. Numerical investigation and optimization of heat transfer and exergy loss in shell and helical pipe heat exchanger. Applied Thermal Engineering, 121: 294–301. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2017.04.074.
  • Gong Y., Zhong J., Yang Z.G., 2010. Failure analysis of bursting on the inner pipe of a jacketed pipe in a tubular heat exchanger. Materials & Design, 88: 4258–4268. DOI: 10.1016/j.matdes.2010.04.010.
  • Gugulothu R., Sanke N., 2022. Use of segmental baffle in shell and pipe heat exchanger for nano emulsions. Heat Transfer, 51:2645–2666. DOI: 10.1002/htj.22418.
  • Gugulothu R., Sanke N., Ahmed F., Jilugu R.K., 2021. Numerical study on shell and pipe heat exchanger with segmental baffle. Proceedings of International Joint Conference on Advances in Computational Intelligence, 309–318. DOI: 10.1007/978-981-16-0586-4_25.
  • Gugulothu R., Sanke N., Gupta A.V.S.S.K.S., 2018. Numerical study of heat transfer characteristics in shell-and-tube heat exchanger. Numerical Heat Transfer and Fluid Flow, 375–383. DOI: 10.1007/978-981-13-1903-7_43.
  • Gugulothu R., Sanke N., Nagadesi S., Jilugu R.K., 2022. Thermal hydraulic performance of helical baffle shell and pipe heat exchanger using RSM method. Applied Analysis, Computation and Mathematical Modelling in Engineering, 1: 167–187. DOI:10.1007/978-981-19-1824-7_11.
  • Ismaylov O.Y., Khurmamatov A.M., Ismaylov M.K., Auesbaev A.U., Utegenov U.A., 2024. Investigations of the impact of the magnetic field on the process of formation of scaling in thermal devices. Nafta-Gaz, 80(2): 115–121. DOI: 10.18668/NG.2024.02.07.
  • Jamshidi N., Farhadi M., Ganji D.D., Sedighi K., 2013. Experimental analysis of heat transfer enhancement in shell and helical pipe heat exchangers. Applied Thermal Engineering, 51(1): 644–652. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2012.10.008.
  • Jankowski M., 2022. A new indicator for minimizing size of an ORC power plant based on heat exchanger and turbine design parameters. Applied Thermal Engineering, 201(A): 117750, DOI:10.1016/j.applthermaleng.2021.117750.
  • Khurmamatov A.M., Auesbaev A.U., 2023. Analysis of the operating mode of the existing desorber and its modernization using additional contact devices. Nafta-Gaz, 79(6): 412–419. DOI:10.18668/NG.2023.06.05.
  • Khurmamatov A.M., Auesbaev A.U., Ismaylov O.Y., Begzhanova G.B., 2023a. Effect of temperature on the physico-chemical properties of n-methyldiethanolamine. Processes of Petrochemistry and Oil Refining, 24(1): 99–107.
  • Khurmamatov A.M., Matkarimov A.M., Auesbaev A.U., Utegenov U.A., 2023b. Results of experiments on studying the composition and purification of technical water of oil and gas processing plant. Processes of Petrochemistry and oil refining, 24(4): 671–678.
  • Khurmamatov A.M., Yusupova N.K., Auesbaev A.U., Abdurakhimov S.S., 2023c. Results of a study on the treatment and separation of water from hydrocarbon waste. Processes of Petrochemistry and oil refining, 24(3): 421–430.
  • Khurmamatov A.M., Yusupova N.K., Auesbaev A.U., 2024. Possibilities for producing secondary materials from hydrocarbon waste. Nafta-Gaz, 11: 723–728. DOI: 10.18668/NG.2024.11.07
  • Kurian R., Balaji C., Venkateshan S.P., 2016. Experimental investigation of near compact wire mesh heat exchangers. Applied Thermal Engineering, 108: 1158–1167. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2016.07.172.
  • Luo D., Sun Z., Wang R., 2022. Performance investigation of a thermoelectric generator system applied in automobile exhaust waste heat recovery. Energy, 238(B): 121816, DOI: 10.1016/j.energy.2021.121816.
  • Mebarek-Oudina F., Fares R., Aissa A., Lewis R.W., Abu-Hamdeh N.H., 2021. Entropy and convection effect on magnetized hybrid nano-liquid flow inside a trapezoidal cavity with zigzagged wall. International Communications in Heat and Mass Transfer, 125:105279. DOI: 10.1016/j.icheatmasstransfer.2021.105279.
  • Miansari M., Darvishi M.R., Toghraie D., Barnoon P., Shirzad H., Alizadeh A., 2022. Numerical investigation of grooves effects on the thermal performance of helically grooved shell and coil pipe heat exchanger. Chinese Journal of Chemical Engineering,44(4): 424–434. DOI: 10.1016/j.cjche.2021.05.038.
  • Naphon P., 2007. Thermal performance and pressure drop of the helical-coil heat exchangers with and without helically crimped fins. International Communications in Heat and Mass Transfer, 34(3): 321–330. DOI: 10.1016/j.icheatmasstransfer.2006.11.009.
  • Nemati M., Sefid M., 2022. Using active/passive methods to control of MHD conjugate heat transfer of power-law fluids: a numerical entropy analysis by LBM. International Journal of Energy and Environmental Engineering, 14(4): 719–741. DOI: 10.1007s40095-022-00545-x
  • Nitturi L.K., Kapu V.K.S., Gugulothu R., 2023. Augmentation of heat transfer through passive techniques. Heat Transfer, 52(5):44222. DOI: 10.1002/htj.22877.
  • Panahi D., Zamzamian K., 2017. Heat transfer enhancement of shelland-coiled pipe heat exchanger utilizing helical wire turbulator. Applied Thermal Engineering, 115: 607–615.
  • Rashidi M.M., Mahariq I., Nazari M.A., Accouche O., Bhatti M.M., 2022. Comprehensive review on exergy analysis of shell and pipe heat exchangers. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 147(14): 12301–12311. DOI: 10.1007/s10973-022-11478-2.
  • Shomansurov F.F, Auesbaev A.U., Ismaylov O.Y., Khurmamatov A.M., Khametov Z.M., Muminov J.A., 2024. Optimization of the process of heating an oil and gas condensate mixture by light naphtha vapor in heat – exchanger condenser 10E04. Nafta-Gaz, 8: 501–510. DOI: 10.18668/NG.2024.08.05
  • Solanki A.K., Kumar R., 2019. Two-phase flow condensation heat transfer characteristic of R-600a inside the horizontal smooth and dimpled helical coiled pipe in shell type heat exchanger. International Journal of Refrigeration, 107: 155–164. DOI:10.1016/j.ijrefrig.2019.07.017.
  • Tuncer A.D., Sözen A., Khanlari A., Gürbüz E.Y., Variyenli H.I., 2021. Analysis of thermal performance of an improved shell and helically coiled heat exchanger. Applied Thermal Engineering,184(1): 116272. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2020.116272.
  • Yeasmin S., Billah M.M., Molla M.Z., Hoque K.E., 2022. Numerical analysis of unsteady mixed convection heat transfer characteristics of nanofluids confined within a porous lid-driven L-shaped cavity. International Journal of Thermofluids, 16: 100218, DOI:10.1016/J.IJFT.2022.100218.
  • Zheng H., Price R.E., Modarres-Sadeghi Y., Triantafyllou M.S., 2014. On fatigue damage of long flexible cylinders due to the higher harmonic force components and chaotic vortex-induced vibrations. Ocean Engineering, 88: 318–329. DOI: 10.1016/j.oceaneng.2014.06.041.
  • Zolfagharnasab M.H., Pedram M.Z., Hoseinzadeh S., Vafai K., 2022. Application of Porous-Embedded shell and pipe heat exchangers for the Waste heat Recovery Systems. Applied Thermal Engineering,211: 118452. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2022.118452.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-095ae182-c63d-4b4a-a754-d9e8a0bb9af9
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.