Analiza komputerowa przepływu i wymiany ciepła w rurze z wkładami spiralnymi

• Autorzy: Bolek S. , Fodemski T. R.

Warianty tytułu

EN

Computer simulation of flow and heat transfer inside tubes with twisted tape inserts

• Konferencja: 8 Zjazd Termodynamiki/sympozjum (XVIII ; 02-06.09.2002 ; Warszawa, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca przedstawia wyniki symulacji komputerowej przepływu w rurze z różnymi wkładami spiralnymi przy użyciu nowoczesnego kodu o nazwie CFX (AEA Technology). Przeprowadzone symulacje dotyczą burzliwego przepływu z wymianą ciepła, który w przeszłości badany był w KTCiCh eksperymentalnie. Symulacje komputerowe wykonano dła krótkiego odcinka rury z wkładem, który może być uważany za elementarną i powtarzalną sekcję nieskończenie długiego wymiennika. Warunki przepływu i wymianę ciepła w jednej sekcji zdefiniowano tak, że w obliczeniach numerycznych pola prędkości i temperatury są periodyczne tzn. w pełni rozwinięte. Umożliwia to, przy koncentracji siatki na jednym tylko elemencie, bardzo dokładne odtworzenie geometrii rozpatrywanego układu.

EN

Heat transfer and friction (pressure drop) characteristics in circular tube fitted with regularly spaced twisted tape elements, have been simulated using code CFX 4.2 of AEA Technology. Turbulent flow of water at room temperature was considered. The swirl was generated by regularly spaced twisted tape (the length of elements varied) with single twist in the tape module. The heat transfer was under constant wall heat flux boundary condition. Calculation results were compared with theory and experimental data obtained earlier in the Department of Heat Transfer and Refrigeration of Technical University in Lodz. This comparison shows good consistence between theory, experiment and CFD results.

Słowa kluczowe

PL

wymiana ciepła; analiza komputerowa przepływu

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Konferencje
• Rocznik: 2002
• Tom: T. 1, z. 22
• Strony: 145--152
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Bolek S.

• Katedra Techniki Cieplnej i Chłodnictwa, Politechnika Łódzka, ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź

autor

Fodemski T. R.

• Katedra Techniki Cieplnej i Chłodnictwa, Politechnika Łódzka, ul. Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź

Bibliografia

• 1. M. Plocek: Intensyfikacja wymiany ciepła w rurach przez układy krótkich wkładek śrubowych. Praca doktorska KTCiCh PŁ. Łódź 1986.
• 2. Q. Liao, M.D. Xin: Augmentation of convective heat transfer inside tubes with three-dimensional internal extended surfaces and twisted-tape inserts. Chemical Engineering Journal 78 (2000) 95-105.
• 3. P. Dąbrowicz: Badanie oporów przepływu przy przepływie płynów przez rury z wkładkami dzielonymi. Praca magisterska wykonana w KTCiCh PŁ w 1992 (pod opieką dr inż. M. Plocek i doc. dr inż. J. Żelaznego).
• 4. M. Plocek, J. Sztraube: Opory przepływu płynu jednofazowego przez rurę poziomą z dzielonymi wkładkami śrubowymi. Zeszyty naukowe Politechniki Łódzkiej. Cieplne Maszyny Przepływowe z. 104, s. 199-215, 1993 r.
• 5. CFN-4.2: SOLVER MANUAL, AEA Technology 1997.
• 6. T.R. Fodemski: Flow and Heat Transfer Simulation for 2- and 3-Dimensional Smooth and Ribbed Channels. Proc. of 2nd U.K. National Heat Transfer Conf., Glasgow, U.K., 1988.
• 7. T.R. Fodemski: Computer Simulation Study of Thermohydraulic Performance of Corrugated Geometry. Proc. of 9th Int. Heal Transfer Conference. Jerusalem Israel, 1990.
• 8. T.R. Fodemski, M. Plocek: Analysis of Thermo-Hydraulic Performance of Spaced Twisted-Tape Inserts in a Horizontal Tube. Archiwum Termodynamiki, vol. 20 (1999) no 3-4, str. 13-25.
• 9. Th. Avalosse, M. J. Crochet: Finite-Element Simulation of Mixing: 2. Three-Dimensional flow through a Kettles Mixer. J. AIChE, No. 3, 1997 vol. 43, p. 588-597.
• 10. S. Wiśniewski, T.S. Wiśniewski: Wymiana ciepła. WNT Warszawa 1997.