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.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule omówiono metodykę projektowania wentylatorów promieniowych dla zastosowań w energetyce. Przedstawiono warunki pracy takich wentylatorów oraz przykładowe wyniki obliczeń wytrzymałościowych i przepływowych, a także zagadnienia metod regulacji.
EN
An influence of technology and manufacturing processes on design of radial fans for the power sector are presented.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule omówiono zastosowanie rurek ciepła w budownictwie, np. systemie przeciw oblodzeniowym obiektów mostowych, stabilizacji temperatury gruntu, osuszania i ochładzania powietrza itp. Zaprezentowano wyniki badań dwóch rurek ciepła o różnej średnicy zewnętrznej i długości (20 mm x 1,77 m oraz 22 mm x 0,55 m). Pojedynczą rurkę ciepła omywano wodą ciepłą w części parownika oraz wodą zimną w części skraplacza. Przeprowadzone badania pozwoliły na wybranie efektywniejszej rurki ciepła. Na podstawie badań doświadczalnych stwierdzono, że rurka ciepła o długości 0,55 m wypełniona czynnikiem R404A jest najefektywniejsza z przebadanych rurek ciepła. Można ją wykorzystać do budowy wymiennika ciepła.
EN
This article discusses heat pipes application in construction for example bridges de-icing system, ground temperature stabilization, air cooling and dehumidification etc. Experimental research results are also presented for two heat pipes of different outer diameters and lengths (20 mm x 1,77 m and 22 mm x 0,55 m). Single heat pipe was heated by hot water stream at evaporator section and cooled by cold water stream at condenser section. Experiments allowed to choose more efficient heat pipe. It was found that the heat pipe with a length of 0.55 m and filled with refrigerant R404A is the most effective one. It can be used to build heat exchanger consisting battery of this type of tubes.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Geotermalne pompy ciepła są układami pobierającymi niskotemperaturowe ciepło zawarte w gruncie kosztem dostarczanej mocy elektrycznej. Dodatkowa moc pozwala na podwyższenie temperatury w obiegu na żądany poziom (np. potrzebny do przygotowania c. w. u.) Tradycyjnym rozwiązaniem pobierania odnawialnej energii z gruntu jest wykonanie pionowych odwiertów na głębokość 50-200 m i umieszczenie w nich kolektorów w formie u-rurek. Płynący w kolektorze czynnik pobiera ciepło, wiąże się to jednak z dodatkowymi kosztami energii zużywanej przez pompy obiegowe wymuszające ruch czynnika. Zastosowanie rurki ciepła zamiast tradycyjnego kolektora pozwala na obniżenie kosztów pracy układu poprzez wyeliminowanie pracy pomp obiegowych. Zasadność tego rozwiązania będzie oceniona w artykule pod względem energetycznym i ekonomicznym.
EN
Geothermal heat pumps are systems extracting low-temparture heat from the ground. Addtionall electical power is needed to raise the temperature level in heat pipe cycle (e. g. required for domestic hot water preparation). Traditional technical solution for absorbing ground energy is drilling 50-200 m deep boreholes with vertical collectors (U-shaped pipes)in them. Working fluid flows in collector pipes and draws heat from the ground, however it raises overall costs by the price of energy used by circulation pumps. Aplication of heat pipe instead of traditional vertical collector reduces overall costs of operation of heat pump system by eliminating additional pumping power for working fluid circulation. Economic and energetic rationale for applying this improved system will be discussed in this paper.
Rurki ciepła mogą posłużyć jako elementy chłodzące pieców do obróbki cieplnej metali, np. w procesach wyżarzania i odpuszczania. Użycie rurek ciepła zapewnia niemal stałą temperaturę na ich powierzchni, gwarantującą równomierny rozkład temperatury w piecu. Umożliwia to sprawne „przeniesienie” strumienia ciepła na znaczne odległości, np. do instalacji odzysku ciepła odpadowego. Jednym z najprostszych konstrukcyjnie rodzajów rurki ciepła jest termosyfon, w którym zachodzi grawitacyjny spływ skroplin. Zaprojektowanie takiego układu wymaga obliczenia strumienia ciepła przenoszonego przez termosyfon oraz jego temperatury w różnych warunkach pracy. W pracy jest przedstawiony uproszczony model przepływu płynu z wymianą ciepła zaimplementowany w programie ANSYS FLUENT za pomocą funkcji użytkownika (UDF). Modelowana jest konwekcja na zewnątrz rurki, przewodzenie przez ściankę i przepływ pary (z pominięciem spływu cieczy) w środku termosyfonu. Przepływ pary jest Z założenia laminarny (małe strumienie masy), rozwiązywany różnymi algorytmami, takimi jak Solver sprzężony (Coupled) i Solvery segregowane (PISO, SIMPLE). Tak uproszczony model pozwala na wystarczająco dokładne obliczenie pola temperatury przy jednoczesnym krótkim (w porównaniu z modelem dwufazowym) czasem obliczeń. Wyniki symulacji porównane są z danymi eksperymentalnymi pochodzącymi z doświadczeń i dostępnej literatury.
EN
Heat pipes can be used as cooling elements of metals heat treatment furnance, for example in processes of annealing and tempering. Use ofheat pipes ensures almost constant temperature of their surface guaranteeing uniform temperature distribution in the oven and allows efficient heat flux “transport” on considerable distances, for example to waste heat recuperation installation. Thermosyphon is one of the simplest construction type of heat pipe, with gravitational condensate return. Designing of such system requaires calculation of heat fiux throughput and thermosyphon temperature in various working conditions. In present paper simplified model of fluid flow with heat exchange is used, simulated by ANSYS FLUENT code with User Defined Functions (UDF). Processes included in numerical computation are: heat convection outside of the thermosyphon, conduction through the solid wall and vapor flow inside thermosyphon (liquid return considered negligible). There is an assumption of laminar vapor flow (low mass fiuxes), solved with different algorithms, like Coupled and Segregated Solvers (PISO, SIMPLE). The simplified model enables accurate numerical solution of temperature field in relatively short time (comparing to two-pase model). Obtained results are compared with experimental data from literature and own mesurements.
W artykule przedstawiono próbę zamodelowania wymiennika lamelowego, w którym elementem wymieniającym ciepło były rurki ciepła. Opisano jednowymiarowy model wymiany ciepła w rurce ciepła oparty na sieci oporów, poprzedzony przybliżeniem pracy układu oraz obli-czeniem współczynnika przejmowania ciepła na powierzchni wymiennika (porównanie z symulacją CFD). Następnie wybrano odpowiednią strukturę kapilarną dla czynnika roboczego, którym była woda. Wyjaśniono algorytm użyty w celu otrzymania strumienia ciepła wymienianego przez pojedynczą rurkę oraz rozkład temperatur wzdłuż wymiennika. Otrzymane numerycznie wyniki porównano z eksperymentem [8]. Model w pewnym stopniu był zbieżny z empirycznie otrzymanymi wartościami. Różnicę pogłębił fakt, że mierzony strumień ciepła przenoszony przez rurki nie był stały. Analizując układ przy założeniu nie wykraplania pary wodnej z powietrza należy stwierdzić, że zastosowanie rurek ciepła jest ekonomicznie nieuzasadnione w stosunku do tradycyjnego wymiennika krzyżowego. Ciepło skraplania mogłoby w znaczący sposób zwiększyć gęstość strumienia ciepła, wówczas zastosowanie rurek ciepła mogłoby być uzasadnione.
EN
The paper presents an attempt to model heat pipe exchanger (HPHE). One dimensional heat pipe model based on thermal resistance network is described, preceded by explanation of various heat transport limits and calculation of heat transfer coefficient on heat exchanger surface (comparison with CFD simulation). Further capillary structure suitable for working fluid (which is water) is chosen and two algorithms are explained: one determining heat flux transported by single heat pipe and second estimating temperature distribution along heat exchanger. Results obtained from numerical models are compared with experiment [8]. Developed model is, to some extent, convergent with empiric values. Differences are increased by fact that measured heat flux exchanged by heat pipes is not constant. Application of heat pipe heat exchanger instead of traditional cross-flow plate heat exchanger is not economically justified, analyzing the system assuming air is dry (no condensation). Condensation could considerably increase heat flux coeflicient and justify use of heat pipes as heat transport devices.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.