A new method for determination of thermal contact resistance of a fin-to-tube attachment in plate fin-and-tube heat exchangers

• Autorzy: Taler D. , Cebula A.

Warianty tytułu

PL

Nowa metoda wyznaczania oporu kontaktowego połączenia rury z żebrem w kompaktowym wymienniku ciepła

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Plate fin-and-tube heat exchangers are fabricated by inserting oval tubes through sheet metal strips with stamped holes and then expanding the tubes slightly to cause pressure at the tube-to-strip contacts. The gap between the fin base and the outer tube surface may be filled with air or corrosion products causing a decline in the ability of plate fins to transfer heat. The contact resistance must be accounted for in the design and performance calculations of heat exchangers. In this paper, the thermal contact resistance of the fin-to-tube attachment is estimated from the condition that the dimensionless correlations for the Colburn j factors obtained from two different methods are in good agreement. The former method is based on the experimental data, while the latter one on the CFD simulation of the flow and heat transfer in a heat exchanger.

PL

Cieplny opór kontaktowy między zewnętrzną powierzchnią rury a podstawą żebra zmniejsza strumień ciepła wymieniany między czynnikami w wymienniku ciepła. Wynika to z wpływu, jaki wywiera opór kontaktowy na temperaturę żebra. Gdy ciepło jest przekazywane od gorącego gazu przepływającego na zewnątrz do chłodnej cieczy przepływającej wewnątrz rur to w warunkach występowania oporu cieplnego między zewnętrzną powierzchnią rury a podstawą żebra średnia temperatura żebra jest znacznie wyższa w porównaniu z żebrem, które jest idealnie połączone z rurą i opór cieplny między nim a rurą nie występuje. Gdy ciepło jest przekazywane od czynnika gorącego przepływającego wewnątrz rur do chłodniejszego gazu przepływającego na zewnątrz, opór cieplny sprawia, że żebra są chłodniejsze. Zaproponowano nową metodę eksperymentalno-numeryczną wyznaczania cieplnego oporu kontaktowego występującego między zewnętrzną powierzchnią rury a podstawą żebra. Zastosowanie metody zilustrowano na przykładzie wyznaczania oporu kontaktowego w dwubiegowym wymienniku lamelowym o dwóch rzędach rur.

Słowa kluczowe

EN

thermal contact; heat exchanger; heat

PL

opór kontaktowy; wymiennik ciepła; ciepło

• Wydawca: Komitet Inżynierii Chemicznej i Procesowej Polskiej Akademii Nauk
• Czasopismo: Chemical and Process Engineering
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, z. 4
• Strony: 839--855
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Taler D.

autor

Cebula A.

• University of Science and Technology, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] DART D.M., ASHRAE Trans., 1959, 1, 67.
• [2] SHEFFIELD J.W.,WOOD R.A., SAUER H.J., Exp. Therm. Fluid Sci., 1989, 2, 107.
• [3] JEONG J., KIM CH.N., YOUN B., KIM Y.S., Int. J. Heat Fluid Flow, 2004, 25, 1006.
• [4] JEONG J., KIM CH. N., YOUN B., Int. J. Heat Mass Transfer, 2006, 49, 1547.
• [5] KRAUS A.D., AZIZ A.,WELTY J., Extended Surface Heat Transfer, Wiley, New York, 2001.
• [6] TALER J., DUDA P., Solving Direct and Inverse Heat conduction Problems, Springer, Berlin, 2006.
• [7] HEWITT G.F., SHIRES G.L., BOTT T.R., Process Heat Transfer, CRC Press, Boca Raton, 1994.
• [8] MCQUISTON F.C., PARKER J.D., SPITLER J.D., Heating, Ventilating, and Air Conditioning, Wiley, New York, 2005.
• [9] KAYS W.M., LONDON A.L., Compact Heat Exchangers, McGraw-Hill, New York, 1984.
• [10] GNIELINSKI V., Forsch. Ing., 1975, 41, 8.
• [11] TALER D., Heat Mass Trans., 2004, 40, 809.
• [12] SEBER G.A.F.,WILD C.J., Nonlinear Regression, Wiley, New York, 1989.
• [13] Table Curve, Automated Curve Fitting Software, AISN Software, Chicago, 2005.
• [14] Fluent 6.0., Fluent Inc., 10 Cavendish Court, Lebanon, NH03766, USA, 2003.
• [15] TALER D., Measurements of Pressure, Velocity and Mass Flow Rate of Fluids, UWND AGH, Cracow, 2006 (in Polish).