Analiza numeryczna przepływu płynu między płytami płytowego wymiennika ciepła

• Autorzy: Piepiórka-Stepuk J. , Jakubowski M.

Warianty tytułu

EN

Numerical analysis of fluid flow between the plates of the plate heat exchanger

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca obejmuje analizę rozkładu prędkości przepływu cieczy w płytowym wymienniku ciepła. Badania przeprowadzono w oparciu o obliczenia numeryczne metodą objętości skończonych (FVM), w środowisku ANSYS CFX, na których podstawie wykreślono rozkłady prędkości przepływu w poszczególnych parach płytowych wymiennika oraz krzywe obrazujące prędkość przepływu w poszczególnych obszarach przestrzeni międzypłytowej. Model obliczeniowy stanowił wymiennik zbudowany z pięciu par płytowych, które uproszczono do płyt płaskich. Na podstawie uzyskanych rozkładów prędkości stwierdzono, że najmniejsze wartości prędkości przepływu w płaskich płytach występują w osi symetrii każdej kolejnej płyty oraz w jej prawym górnym i dolnym narożu, usytuowanym przeciwlegle do otworu odprowadzającego ciecz z przestrzeni międzypłytowej. Uzyskane wyniki stanowią część badań dotyczących identyfikacji miejsc instalacji produkcyjnych niedomywanych w trakcie mycia w przepływie.

EN

The paper covers analysis of distribution of liquid flow speed in the plate heat exchanger. The research was carried out based on numerical calculations with the final methods volume (FVM) in ANSYS SFX environment, on the basis of which distributions of flow speed were determined in particular plate pairs of the exchanger and curves which picture the flow speed in particular areas of space between plates. An exchanger made of five pairs of plates, which were simplified to flat plates constituted a calculation model. On the basis of the obtained distributions of speed it was found that the lowest values of flow speed in flat plates occur in the symmetry axis of each subsequent plate and in its right and bottom corner located oppositely to the opening, which diverts liquid from the space between plates. The obtained results constitute a part of research concerning identification of production installations spots which are not washed enough during washing in the flow.

Słowa kluczowe

PL

CFD; płytowy wymiennik ciepła; przepływ płynu; mycie w systemie CIP

EN

CFD; plate heat exchanger; fluid flow; cleaning in CIP system

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Rolniczej
• Czasopismo: Inżynieria Rolnicza
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 17, nr 1, t. 1
• Strony: 173--183
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys.

Twórcy

autor

Piepiórka-Stepuk J.

• Katedra Procesów i Urządzeń Przemysłu Spożywczego, Politechnika Koszalińska, ul. Racławicka 15-17, 75-620 Koszalin

autor

Jakubowski M.

• Katedra Procesów i Urządzeń Przemysłu Spożywczego, Politechnika Koszalińska, ul. Racławicka 15-17, 75-620 Koszalin

Bibliografia

• Akturk ,F.; Gulben, G.; Aradag, S.; Sezer, N. (2011). Eksperimental invastigation of the characteristics of a chevron type gasket pate heat exchanger. ASME 6th International Advanced Technologies Symposium (IATS’11), 16-18 May 2011, Elazıg, Turkey http://web.firat.edu.tr/iats/cd/subjects /Energy/ETE-31.pdf
• Austin, J.W.; Bergeron, G. (1995). Development of bacterial biofilms in dairy processing plants. Journal of Dairy Research, 62, 509-519.
• Blel, W.; Benezech, T.; Legentilhomme, P.; Legrand, J.; Le Gentil-Lelievre, C. (2007). Effect of flow arrangement on the removal of Bacillus spores from stainless steel equipment surfaces during a Cleaning In Place procedure. Chemical Engineering Science, 62, 3798-3808.
• Elsner, J.W. (1987). Turbulencja przepływu. Warszawa, PWN, ISBN 83-01-0613-4.
• Gillham, C.R.; Fryer, P.J.; Hasting, A.P.M.; Wilson, D.I. (2000). Enhanced cleaning of whey protein soils using pulsed flows. Journal of Food Engineering, 46, 199-209.
• Grasshoff ,A. (1992). Hygienic design: the basis for computer controlled automation. Food and Bioproducts Processing. Transactions of The Institution of Chemical Engineers, Part C, 70, 69-77.
• Gryboś, R.; 1989, Basic Mechanics of Liquids, Warszawa, PWN, 83-01-08037-X.
• Islamoglu, Y.; Parmaksizoglu, C. (2003). The effect of channel height on the enhanced heat transfer characteristics in a corrugated heat exchanger channel, Applied Thermal Engineering, 23, 979-987.
• Jun, S.; Puri, V.M. (2006). A 2D dynamic model for fouling performance of plate heat exchangers. Journal of Food Engineering, 75, 364-374.
• Kazimierski, Z. (2004). Basic of the mechanics of liquids and the methods of the computer simulation of fluid flows, Engineering College Łódz. ISBN 83-7283-133-5.
• Lelievre, C.; Legentilhomme, P.; Gaucher, C.; Legrand, J.; Faille, C.; Bénézech, T. (2002a). Cleaning in place: effect of local wall shear stress variation on bacterial removal from stainless steel equipment. Chemical Engineering Science, 57(8), 1287-1297.
• Lelievre, C.; Antonini, G.; Faille, C.; Bénézech, T. (2002b). Cleaning-in-place, modelling of cleaning kinetics of pipes soiled by Bacillus spores assuming a process combining removal and deposition. Food and Bioproducts Processing. Transactions of The Institution of Chemical Engineers, Part C, 80(4), 305-311.
• Lelievre, C.; Legentilhomme, P.; Legrand, J.; Faille, C.; Bénézech, T. (2003). Hygienic design: influence of the local wall shear stress variations on the cleanability of a three-way valve. Food and Bioproducts Processing. Transactions of The Institution of Chemical Engineers, Part A, 81, 1071-1076.
• Lozano, A.; Barreras, F.; Fueyo, N.; Santodomingo, S. (2008). The flow in an oil/water plate heat exchanger for the automotive industry. Applied Thermal Engineering, 28, 1109-1117.
• Luan, Z. J.; Zhang, G. M.; Tian, M. C.; Fan, M. X. (2008). Flow resistance and heat transfer characteristics of a new-type Plate Heat Exchanger. Journal of Hydrodynamics, 20(4), 524-529.
• Materiały informacyjne firmy Alfa Laval. http://www.alfalaval.com/about-us/our-company/history/Pages/history.aspx, dostęp 12.02.2011
• Merheb, B.; Nassar, G.; Nongaillard, B.; Delaplace, G.; Leuliet, J.C. (2007). Design and performance of a low-frequency non-intrusive acoustic technique for monitoring fouling in plate heat exchangers. Journal of Food Engineering, 82, 518-527.
• Tsai, Y.C.; Liu, F.B.; Shen, P.T. (2009). Investigations of the pressure drop and flow distribution in a chevron-type plate heat exchanger. International Communications in Heat and Mass Transfer, 36(6), 574-578.
• http://web.firat.edu.tr/iats/cd/subjects/Energy/ETE-31.pdf , stan na dzień 25.11.2011 r.