Intensyfikacja konwekcyjnej wymiany ciepła przez mechaniczne zrywanie termicznej warstwy przyściennej

• Autorzy: Błasiak P.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy zaprezentowano metodę intensyfikacji wymiany ciepła za pomocą mechanicznego zaburzania termicznej warstwy przyściennej. Podano metodę wyznaczania współczynnika wnikania ciepła w takich warunkach oraz przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych. Mechaniczne zrywanie termicznej warstwy przyściennej jest jedną z aktywnych metod intensyfikacji wymiany ciepła. Laminarna warstwa przyścienna temperatury stanowi główny opór cieplny w procesie wymiany ciepła. Usunięcie tej warstwy za pomocą obrotowych elementów mechanicznych (skrobaków) skutkuje zmniejszeniem całkowitego oporu przenikania ciepła, a przez to zwiększeniem przekazywanego strumienia ciepła. Badania przeprowadzono na specjalnie do tego celu zaprojektowanym stanowisku eksperymentalnym. Czynnikiem roboczym było powietrze. Zbadano wpływ prędkości obrotowej łopatek skrobiących na wymianę ciepła. Wyniki badań zostały zaprezentowane w formie wykresów.

Słowa kluczowe

PL

współczynnik wnikania ciepła; intensyfikacja wymiany ciepła; mieszalnik; termiczna warstwa przyścienna

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Zeszyty Energetyczne
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 1
• Strony: 1--10
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Błasiak P.

• Zakład Termodynamiki, Instytut Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów, Politechnika Wrocławska

Bibliografia

• [1] Madejski J.: Teoria wymiany ciepła, Wydawnictwo Politechniki Szczecińskiej, Szczecin 1998, 497-535.
• [2] Bergles A.E.: Techniques to enhance heat transfer, In Handbook of Heat Transfer, 3rd edition McGraw-Hill New York, 11,1-11,76, 1998.
• [3] Hagge J.K, Junkhan G.H.: Mechanical augmentation of convective heat transfer in air, Journal of Heat Transfer 97(4), 516-520, 1975. DOI:10.1115/1.3450421.
• [4] Penney W. R., Bell K. J.: Close-Clearance Agitators-Part 1. Power Requirements, Ind. Eng. Chem., 1967, 59 (4), 39-46.
• [5] Lakhdar M. B., Cerecero R., Alvarez G., Guilpart J., Flick D., Lallemand A.: Heat transfer with freezing in a scraped surface heat exchanger, Applied Thermal Engineering, 25, 2005, 45-60.
• [6] Boccardi G., Celata G.P., Lazzarini R., Saraceno L., Trinchieri R.: Development of a heat transfer correlation for a Scraped-Surface Heat Exchanger, Applied Thermal Engineering, 30, 2010, 1101-1106.
• [7] Landfeld A., Kyhos K., Strohalm J., Sestak J., Houska M.: Heat transfer with heating and cooling granular materials in a scraped-surface homogeniser, Journal of Food Engineering, 77, 2006, 708-712.
• [8] Pawar S. B., Mujumdar A.S., Thorat B.N.: Flow pattern and heat transfer in agitated thin film dryer, Chemical Engineering and Processing, 2011.
• [9] Qin F. G. F., Chen X. D., Russell A. B.: Heat Transfer at the Subcooled-Scraped Surface with/without Phase Change, AIChE Journal, 2003, Vol. 49, No. 8.
• [10] Fitt A. D., Lee M. E. M., Please C. P.: Analysis of heat flow and “channelling” in a scraped-surface heat exchanger, J Eng Math, 2007, 57, 407-422.
• [11] Duffy B. R., Wilson S. K., Lee M. E. M.: A mathematical model of fluid flow in a scraped-surface heat exchanger, J Eng Math, 2007, 57, 381-405.
• [12] Smith A. A. T., Wilson S. K., Duffy B. R., Hall-Taylor N.: Heat and fluid flow in a scraped-surface heat exchanger containing a fluid with temperature-dependent viscosity, J Eng Math, 2010, 68, 301-325.
• [13] Wang W., Walton J. H., McCarthy K. L.: Flow profiles of power law fluids in scraped surface heat exchanger geometry using MRI, Journal of Food Process Engineering, Vol. 22, 1, 11-27, 1999.
• [14] Dumont E., Fayolle F., Legrand J.: Flow regimes and wall shear rates determination within a scraped surface heat exchanger, Journal of Food Engineering, 45, 2000, 195-207.
• [15] Dumont E., Della Valle D., Fayolle F.: Influence of flow regimes on temperature heterogeneities within a scraped surface heat exchanger, Journal of Food Process Engineering, 23, 2000, 207-220.
• [16] Baccar M., Salah Abid M.: Numerical analysis of three-dimensional flow and thermal behavior in a scraped-surface heat exchanger, Revue Générale de Thermique, Vol. 36, 10, 1997, 782-790.
• [17] Stranzinger M., Bieder A., Feigl K., Windhab E.: Effects of flow incidence and secondary mass flow rate on flow structuring contributions in scraped surface heat exchangers, Journal of Food Process Engineering, 25, 2002, 159-187.
• [18] Sun K.-H., Pyle D.L., Fitt A.D., Please C.P., Baines M.J., Hall-Taylor N.: Numerical study of 2D heat transfer in a scraped surface heat exchanger, Computers & Fluids, 33, 2004, 869-880.
• [19] Yataghene M., Pruvost J., Fayolle F., Legrand J.: CFD analysis of the flow pattern and local shear rate in a scraped surface heat exchanger, Chemical Engineering and Processing, 47, 2008, 1550-1561.
• [20] Yataghenea M., Fayollea F., Legrand J.: Numerical and experimental investigation of flow patterns in scraped surface heat exchangers, Proceedings of European Congress of Chemical Engineering (ECCE-6) Copenhagen, 16-20.09.2007.
• [21] Mourad Y., Francine F., Legrand J.: Flow patterns analysis using experimental PIV technique inside scraped surface heat exchanger in continuous flow conditio, Applied Thermal Engineering, 2011, 1-14.
• [22] Yataghenea M., Fayolle F., Legrand J.: Experimental and numerical analysis of heat transfer including viscous dissipation in a scraped surface heat exchanger, Chemical Engineering and Processing, 48, 2009, 1445-1456.
• [23] Solano J.P., García A., Vicente P.G., Viedma A.: Flow pattern assessment in tubes of reciprocating scraped surface heat exchangers, International Journal of Thermal Sciences, 50, 2011, 803-815.
• [24] Solano J.P., García A., Vicente P.G., Viedma A.: Flow field and heat transfer investigation in tubes of heat exchangers with motionless scrapers, Applied Thermal Engineering, 31, 2011, 2013-2024.