Badanie wpływu braku kontaktu rury z ożebrowaniem na proces wymiany ciepła w wymienniku lamelowym

• Autorzy: Andrzejewski D. , Łęcki M. , Gutkowski A.

Warianty tytułu

EN

Influence of lack of contact between a tube and plate fin on heat transfer in heat exchanger

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wpływ miejscowego braku kontaktu żebra z rurą na wymianę ciepła w wymienniku lamelowym. Badania polegały na wprowadzeniu szczeliny, która powoduje pogorszenie wymiany ciepła. Symulacje numeryczne przeprowadzono w kodzie Ansys Fluent oparciu o model turbulencji SST. W artykule są prezentowane rozkłady temperatur oraz pola prędkości dla badanych przypadków Zgodnie z wynikami symulacji stwierdza się, że brak całkowitego kontaktu oraz jego lokalizacja ma istotny wpływ na wymianę ciepła. Najgorzej wypada przypadek ze szczeliną z przodu. Ponadto przedstawiono wyniki liczbowe dla strumienia ciepła w zależności od liczby Reynoldsa. Liczba Re dla badanych przypadków wynosiła 800 ÷ 4073. Strumień ciepła zawierał się w zakresie 0,32 ÷ 0,68 W.

EN

The article presents the impact of the lack of contact of fins with tubes in the lamellar heat exchanger. The study involved the modeling of the gap, which deteriorates heat transfer process. Numerical simulations were performed in the Ansys Fluent code, with the use of SST turbulence model. According to the results of simulations, it is concluded that the lack of complete contact and its location has a significant effect on heat transfer. The worst case is the option with gap in the front of the tube. In the article, for the tested cases, temperature distribution and velocity field are presented. In addition, the numerical results of heat transfer rate vs Reynolds number are showed. Re for the cases studied was in the range of 800 ÷ 4,073, heat transfer rates were in the range of 0.32 ÷ 0.68 W.

Słowa kluczowe

PL

wymiennik ciepła; symulacja CFD; kontakt żebro-rurka; wymiana ciepła; chłodnictwo

EN

heat exchanger; CFD; fin-tube contact; heat transfer; refrigeration

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Cieplne Maszyny Przepływowe - Turbomachinery / Politechnika Łódzka
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 150
• Strony: 11--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., il., 1 wykr.

Twórcy

autor

Andrzejewski D.

• Politechnika Łódzka, Wydział Mechaniczny, Instytut Maszyn Przepływowych

autor

Łęcki M.

• Politechnika Łódzka, Wydział Mechaniczny, Instytut Maszyn Przepływowych

autor

Gutkowski A.

• Politechnika Łódzka, Wydział Mechaniczny, Instytut Maszyn Przepływowych

Bibliografia

• [1] Taler D., Ocłoń P., Determination of heat transfer formulas for gas flow in fin-and-tubeheat exchanger with oval tubes using CFD simulations. Chemical Engineering and Processing 83 (2014) 1-11, Cracow Poland 2014
• [2] Shobhana Singh, Kim Sørensen, Thomas J. Condra, Influence of the degree of thermal contact in fin and tube heat exchanger: A numerical analysis. Applied Thermal Engineering 107 (2016) 612-624, Aalborg, Denmark 2015
• [3] Mi Sandar Mon, Ulrich Gross, Numerical study of fin-spacing effects in annular-finned tube heat exchangers. International Journal of Heat and Mass Transfer · April 2004
• [4] D. Taler, Effect of thermal contact resistance on the heat transfer in plate finned tube heat exchangers. Academy of Science and Technology, Department of Power Installations, Cracow, Poland 2007
• [5] Hui Han, Ya-Ling He, Yin-Shi Li, Yu Wang, Ming Wu, A numerical study on compact enhanced fin-and-tube heat exchangers with oval and circular tube configurations. International Journal of Heat and Mass Transfer 65 (2013) 686-695; China 2013
• [6] Jader R., Barbosa Jr., Cláudio Melo, Christian J.L. Hermes, Paulo J. Waltrich, A study of the air-side heat transfer and pressure drop characteristics of tube-fin ‘no-frost’ evaporators. Applied Energy 86 (2009) 1484-1491, Brazil 2008
• [7] Shuangfeng Wang, Song Cheng, Huimin Yu, Zhonghao Rao, Zhongmin Liu, Experimental investigation of Al-Cu composed tube-fin heat exchangers for air conditioner. Experimental Thermal and Fluid Science 51 (2013) 264-270, China 2013
• [8] Dong Huang, Ri-Jing Zhao, Yun Liu, De-Bo Yi, Effect of fin types of outdoor fan-supplied finned-tube heat exchanger on periodic frosting and defrosting performance of a residential air-source heat pump. Applied Thermal Engineering 69 (2014) 251-260, China 2013
• [9] Juwent, Wymienniki Ciepła dla Wentylacji, Klimatyzacji i Chłodnictwa. Juwent Szymański, Nowakowski Sp. j. ul. Lubelska 31, 08-500 Ryki - ulotka producenta
• [10] PPUCh - Traczyn, Lamelowe wymienniki ciepła. Przedsiębiorstwo produkcji urządzeń chłodniczych tarczyn Sp.z.o.o,ul. Błoińska, 85, 05-555 Tarczyn - ulotka producenta
• [11] Polimer - http://polimer-polska.pl/
• [12] Shobhana Singh, Kim Sørensen, Anders Schou Simonsen, Thomas J. Condra, Implications of fin profiles on overall performance and weight reduction of a fin and tube heat exchanger. Applied Thermal Engineering 115 (2017) 962-976, Denmark 2016
• [13] Wiśniewski S., Wiśniewski T. Wymiana ciepła. Wydawnictwo WNT 2006

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).