The heat transfer measurements were conducted during pool boiling of water on surfaces with microchannels. Parallel grooves were made on a copper surface with widths ranging from 0.2 mm to 0.5 mm at intervals of 0.1 mm. The inclination angle of the grooves to the horizontal was set at 30° and 60°, and the depth of the microchannel grooves was 0.3 mm. The achieved heat flux ranged from 25 kW/m² to 1730 kW/m², and the heat transfer coefficients ranged from 12 kW/(m²K) to 475 kW/(m²K). The influence of geometric parameters such as width, inclination angle of the microchannel, surface extension, and Bond number on heat exchange efficiency was examined. A nearly sixfold increase in α (heat transfer coefficient) and a twofold increase in critical heat flux were observed compared to a smooth surface.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This study presents the experimental research data on the local heat transfer coefficient during refrigerant expansion evaporation in horizontal pipe minichannel. Heat exchange took place between the heated channel wall and the working fluid flowing inside (R134a and R404A). AISI 316 stainless steel pipe minichannels with an internal diameter in the range of di = 0.64 - 2.30 mm were used. The so-called minichannels are widely used to build miniature heat exchangers. Tests carried out in the range of mass flux density G = 350 - 1400 kg/(m2s) and heat flux density reaching q = 90 kW/m2 allowed to observe the occurrence of the flashing phenomenon, not observed in conventional channels. It has been shown that in the zone covered by the flashing phenomenon, the heat exchange conditions deteriorate, and the value of the local heat transfer coefficient in this zone may drop by up to 50%.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych lokalnego współczynnika przejmowania ciepła podczas odparowywania czynnika chłodniczego w minikanale poziomym. Wymiana ciepła odbywała się pomiędzy ogrzewaną ścianką kanału a przepływającym wewnątrz czynnikiem roboczym (R134a i R404A). Zastosowano minikanały rurowe ze stali nierdzewnej AISI 316 o średnicy wewnętrznej w zakresie di = 0,64 - 2,30 mm. Tak zwane minikanały są szeroko stosowane do budowy miniaturowych wymienników ciepła. Badania przeprowadzone w zakresie gęstości strumienia masy G = 350 - 1400 kg/(m2s) i gęstości strumienia ciepła dochodzącej do q = 90 kW/m2 pozwoliły zaobserwować występowanie zjawiska flashingu, nie obserwowanego w konwencjonalnych kanałach. Wykazano, że w strefie objętej zjawiskiem flashingu pogarszają się warunki wymiany ciepła, a wartość lokalnego współczynnika przejmowania ciepła w tej strefie może spaść nawet o 50%.
Solar air heater is regarded as the most common and popular solar thermal system and has a wide range of applications, from residential to industrial. Solar air heater is not viable because of the low convective heat transfer coefficient at the absorber plate which contributes to decreasing the thermal efficiency. Artificial coarseness on the plain surface is the most effective method to enhance heat transfer with a moderate rate of friction factor of flowing air in the design of solar air heater duct. The different parameters and different artificial coarseness are responsible to alter the flow structure and heat transfer rate. Over the years different artificial roughness and how its geometry affects the performance of solar air heater have been thoroughly studied. Various investigators report the correlations between heat transfer and friction factors. In the present study, a comparison of several artificial coarseness geometries and methods with a view to enhancing the performance of solar air heater has been made. A brief outline has also been presented for future research.
Purpose: To provide a comprehensive review of additive manufacturing use in heat transfer improvement and to carry out the economic feasibility of additive manufacturing compared to conventional manufacturing. Heat transfer improvement is particularly interesting for different industrial sectors due to its economic, practical, and environmental benefits. Three heat transfer improvement techniques are used: active, passive, and compound. Design/methodology/approach: According to numerous studies on heat transfer enhancement devices, most configurations with strong heat transfer performance are geometrically complex. Thus, those configurations cannot be easily manufactured using conventional manufacturing. With additive manufacturing, almost any configuration can be manufactured, with the added benefit that the produced parts’ surface characteristics can enhance heat transfer. It can, however, lead to a significant pressure drop increase that will reduce the overall performance. In the given article, a comparison of the capital cost of a 100 MW parabolic trough power plant has been carried out, considering two types of solar receivers; the first is manufactured using conventional methods, and the second uses additive manufacturing. The heat transfer of the new receiver configuration is investigated using computational fluid dynamics through ANYS Fluent. Findings: Although the cost of additive manufacturing machines and materials is high compared to conventional manufacturing, the outcome revealed that the gain in efficiency when using additive-manufactured receivers leads to a reduction in the number of receiver tubes and the number of solar collectors needed in the solar field It implies a considerable reduction of parabolic trough collector plant capital cost, which is 20.7%. It can, therefore, be concluded that, even if initial setup expenses are higher, additive manufacturing could be more cost- effective than traditional manufacturing. Practical implications: With the reduction of the parabolic trough collector plant capital cost, the levelized cost of electricity will eventually be reduced, which will play a role in increasing the use of solar thermal energy. Originality/value: No review studies discuss the manufacturing potential and cost- effectiveness potential of additive manufacturing when producing heat transfer improvement equipment, especially when producing long pieces. In addition, the paper uses a novel receiver configuration to investigate the economic aspect.
The heat transfer coefficient during the pool boiling on the outside of a horizontal tube can be predicted by correlations. Our choice was based on ten correlations known from the literature. The experimental data were recovered from the recent work, for different fluids used. An evaluation was made of agreement between each of the correlations and the experimental data. The results of the present study firstly showed a good reliability for the correlations of untsov [10], Stephan and Abdeslam [11] with deviations of 20% and 27%, respectively. Also, the results revealed acceptable agreements for the correlations of Kruzhlin [6], Mc Nelly [7] and Touhami [15] with deviations of 26%, 29% and 29% respectively. The remaining correlations showed very high deviations from the experimental data. Finally, improvements have been made in the correlations of Shekriladze [12] and Mostinski [9], and a new correlation was proposed giving convincing results.
This study utilized two double tube-type heat exchangers. The first exchanger employed a smooth inner tube, while the second one utilized a twisted inner tube. The shell was constructed of plastic (PVC), while the tube was made of copper with a length of 1000 mm, an outer diameter of 62.24 mm, a smooth tube inner diameter of 14.2 mm, and an equivalent diameter of 11.8 mm for the twisted tube. To minimize heat loss, the shell was insulated externally with a thermal insulator. A flow rate of 3 liters per minute of hot water was passed through a ring-shaped tunnel, with an inlet temperature of 63 °C, to enhance the heat exchanger's performance. The experimental results of the two heat exchangers (smooth and twisted inner tubes) were compared, and the use of water as the primary fluid led to improved performance. The twisted inner tube-type heat exchanger achieved a maximum efficiency of 0.33 at a volumetric flow rate of 5 liters per minute, while the maximum improvement in effectiveness was 65.71% at a volume flow rate of 3 liters per minute in the twisted inner tube-type heat exchanger.
PL
W badaniach wykorzystano dwa dwururowe wymienniki ciepła. W pierwszym wymienniku zastosowano gładką rurę wewnętrzną, natomiast w drugim zastosowano rurę skręconą. Płaszcz wykonano z poli(chlorku winylu) (PVC), natomiast rura wykonana z miedzi charakteryzowała się następującymi wymiarami: długość 1000 mm, średnica zewnętrzna 62,24 mm, średnica wewnętrzna 14,2 mm i średnica zastępcza dla rury skręconej 11,8 mm. Aby zminimalizować straty ciepła, rura została zaizolowana od zewnątrz izolatorem termicznym. Aby poprawić wydajność wymiennika ciepła, przez tunel w kształcie pierścienia przepuszczano gorącą wodę z szybkością 3 dm3/min., a temperatura na wlocie wynosiła 63°C. Porównano wyniki eksperymentalne dwóch wymienników ciepła (gładkiego i o skręconej rurze wewnętrznej) i stwierdzono, że zastosowanie wody jako płynu roboczego doprowadziło do poprawy wydajności wymiennika. Wymiennik ciepła wykonany ze skręconej rury wewnętrznej osiągnął maksymalną wydajność 0,33 przy objętościowym natężeniu przepływu 5 dm3/min., natomiast maksymalna poprawa efektywności wyniosła 65,71% przy objętościowym natężeniu przepływu 3 dm3/min.
Windows are an essential part of building envelopes since they enhance the appearance of the building, allow daylight and solar heat to come in, and allow people to observe outside. However, conventional windows tend to have poor U-values, which cause significant heat losses during the winter season and undesired heat gain in summer. Modern glazing technologies are therefore required to improve thermal resistance and comfort of the occupants, whilst mitigating the energy consumption of buildings. In the present work, a comprehensive review of the numerical investigations of the thermal properties of window systems and glazed buildings partitions is presented. However, the proposed models to predict the thermal performance most often concern only specific cases of window systems related to geometry and used material solutions, focused on specific physical processes, thus they contain a lot of simplifications, such as omitting the influence of radiation, temperature changes or velocity profiles.
PL
Istotnymi elementami budynków są okna, które wpływają na ich wygląd, umożliwiają dostęp światła dziennego i ciepła pochodzącego z promieniowania słonecznego, a także pozwalają na obserwowanie otoczenia. Jednakże w porównaniu do pozostałych przegród budowlanych konwencjonalne okna charakteryzują się zwykle gorszymi wartościami współczynnika przenikania ciepła U, generując znaczne straty ciepła w sezonie zimowym i niepożądane zyski ciepła w lecie. W związku z tym konieczne jest poszukiwanie nowoczesnych rozwiązań w technologii okiennej, które poprawią opór cieplny i komfort mieszkańców, jednocześnie zmniejszając zużycie energii przez budynki. W niniejszej pracy przedstawiono przegląd numerycznych metod określania właściwości cieplnych okien i przeszklonych przegród budowlanych. Analiza literatury pokazuje, że proponowane modele dotyczą jednak najczęściej tylko konkretnych przypadków systemów okiennych, związanych z określoną geometrią i zastosowanymi rozwiązaniami materiałowymi, w których uwzględnia się jedynie wybrane procesy fizyczne. Skutkiem tego jest przyjmowanie podczas modelowania wymiany ciepła szeregu uproszczeń, takich jak pomijanie wpływu promieniowania czy nieuwzględnianie zmian temperatury i prędkości.
This publication is provided with the author’s suggestions regarding modification of the basic criterion – heat transfer coefficient. According to the author, the basic criterion of building thermal protection should be extended in such a manner that it will be simple and easy to evaluate a building’s capacity to recover thermal energy accumulated in the wall structure.
PL
W publikacji zamieszczono autorskie propozycje modyfikacji podstawowego kryterium, jakim jest współczynnik przenikania ciepła. Zadaniem autora powinno się rozbudować podstawowe kryterium ochrony cieplnej budynków, tak, aby w podstawowy i łatwy sposób można było ocenić zdolność obudowy budynku do odzysku energii cieplnej – zakumulowanej w konstrukcji ściany.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Pianobeton powstaje przez wprowadzenie piany, wytworzonej przy użyciu środka pianotwórczego, do zaczynu cementowego. W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu środka spieniającego na właściwości termiczno-mechaniczne pianobetonów o bardzo małej gęstości. Badane próbki pianobetonu z proteinowym środkiem spieniającym charakteryzuje bardziej jednolita struktura, większa wytrzymałość na ściskanie oraz mniejszy współczynnik przewodzenia ciepła w porównaniu z pianobetonem z syntetycznym środkiem spieniającym.
XX
Foam concrete is made by introducing foam, produced with a foaming agent, into the cement slurry. The article presents the results of research on the effect of the type of foaming agent on the thermo-mechanical properties of ultra-light foam concrete. The examined samples of foam concrete with a protein foaming agent are characterized by a more uniform structure, greater compressive strength and a lower heat conductivity compared to foam concrete based on a synthetic foaming agent.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł pokazuje przykład termomodernizacji kamienicy wpisanej do rejestru zabytków, co wymusiło wybór odpowiedniego materiału oraz technologii wykonania izolacji. Materiał izolacyjny wybrano na podstawie obliczeń grubości potrzebnej do uzyskania współczynnika przenikania ciepła wymaganego w 2021 r. Sposób montażu określono na podstawie zdolności kapilarnych termoizolacji. W artykule policzono współczynniki przenikania ciepła kamienicy nieocieplonej i porównano z obliczonymi współczynnikami w przypadku różnych materiałów izolacyjnych przy założeniu obecnych wymagań termicznych.
EN
The article is a case study of thermomodernisation of a tenement house entered in the register of monuments, which forced the choice of insulation material and technology. The insulation material was chosen based on calculations of needed thickness to obtain the required heat transfer coefficient for 2021. The installation method was chosen based on the capillary capacity of the thermal insulation. In this paper, the heat transfer coefficients for an uninsulated tenement house were calculated and compared with the calculated coefficients for different insulation materials assuming current thermal requirements.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule zaproponowano zastosowanie geopolimerów na bazie kruszywa sztucznego do produkcji elementów prefabrykowanych o podwyższonej izolacyjności. Przeprowadzono eksperyment o zmiennej zawartości popiołu lotnego (PL) i mieszaniny popiołowo-żużlowej (MPŻ) oraz różnym stężeniu aktywatora NaOH. Zastosowana metoda zagęszczania w postaci wibroprasowania umożliwia wytworzenie drobnowymiarowych elementów ściennych i stropowych o dobrych właściwościach izolacyjnych przy wytrzymałości na ściskanie ok. 15 MPa.
EN
The article proposes the use of geopolymers on artificial aggregate for prefabricated elements with increased insulation. An experiment was carried out with a variable content of fly ash (PL) and a mixture of ash and slag (MPŻ) and a different concentration of NaOH activator. The applied method of compaction in the form of vibropress allows the production of small-sized wall and ceiling elements with good insulating properties and a compressive strength of about 15 MPa.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł jest trzecią częścią cyklu pt. „Fizyka cieplna budowli w projektowaniu, wznoszeniu i eksploatacji budynków”, w którym prezentowane są zagadnienia praktyczne współczesnego budownictwa. Tym razem przedstawiono zasady kształtowania układów materiałowych wybranych przegród zewnętrznych z uwzględnieniem przypływu ciepła w polu jednowymiarowym (1D).
EN
The article is the third part of the series entitled „Thermal physics of buildings in the design, construction and operation of buildings”, in which practical issues of modern construction are presented. This time, the principles of shaping material systems of selected external partitions were presented, taking into account the heat flow in a one-dimensional (1D) field.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł dokładnie przedstawia kryteria, które brano pod uwagę podczas konkursu na najlepszą stolarkę budowlaną TopTen HACKS Okna 2022. Autorzy zwracają uwagę na istotne parametry okien, nie tylko na energetyczne, tj. współczynnik przenikania ciepła, ale także wytrzymałościowe i użytkowe, które w dużym stopniu decydują o komforcie użytkowania.
EN
The article presents in detail the criteria that were taken into account during the competition for the best construction joinery – TopTen HACKS Windows 2022. The authors pay attention to the vital parameters of windows, not only those concerning energy, i.e. heat transfer coefficient, but also durability and utility, which to a large extent determine the comfort of use.
W artykule przedstawiono wymagania formalne (prawne) dotyczące zaprojektowania i wbudowania systemów ociepleń ETICS wynikające z wymogów ustawy - Prawo budowlane oraz z rozporządzenia w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie. W artykule omówiono wymagania podstawowe związane z fizyką budowli (kondensacja wilgoci, współczynnik przenikania ciepła) oraz warunkami technicznymi wykonania i odbioru robót, a także podstawowe błędy mające wpływ na spełnienie ww. wymagań podstawowych.
EN
The article presents the formal (legal) requirements for the design and installation of ETICS insulation systems resulting from the requirements of the Construction Law and from the regulation on technical conditions to be met by buildings and their location. The article discusses the basic requirements related to the physics of the structure (condensation of moisture, heat transfer coefficient) and technical conditions for the execution and acceptance of works, as well as the basic errors affecting the fulfillment of these basic requirements.
Heat transport when two surfaces of solids come into contact is an important phenomenon in many metallurgical processes. Determining the boundary conditions of heat transfer allows to obtain the correct solutions of the heat conduction equation. The paper presents models for determining the heat transfer coefficient between steel materials in contact. Experimental tests were carried out to measure the temperature changes of the contacting samples made of steel S235 (1.0038) and steel 15HM (1.7335) under the pressure of 10, 15 and 20 MPa. There was a large temperature difference between the samples. The results of the experiment were compared with numerically calculated temperatures and the value of the heat transfer coefficient was determined at different pressure values depending on the time.
The article presents the use of swarming algorithms in selecting the heat transfer coefficient, taking into account the boundary condition of the IV types. Numerical calculations were made using the proprietary TalyFEM program and classic form of swarming algorithms. A function was also used for the calculations, which, during the calculation, determined the error of the approximate solution and was minimalised using a pair of individually employed algorithms, namely artificial bee colony (ABC) and ant colony optimisation (ACO). The tests were carried out to select the heat transfer coefficient from one range. Describing the geometry for a mesh of 408 fine elements with 214 nodes, the research carried out presents two squares (one on top of the other) separated by a heat transfer layer with a κ coefficient. A type III boundary condition was established on the right and left of both edges. The upper and lower edges were isolated, and a type IV boundary condition with imperfect contact was established between the squares. Calculations were made for ABC and ACO, respectively, for populations equal to 20, 40 and 60 individuals and 2, 6 and 12 iterations. In addition, in each case, 0%, 1%, 2% and 5% noise of the reference values were also considered. The obtained results are satisfactory and very close to the reference values of the κ parameter. The obtained results demonstrate the possibility of using artificial intelligence (AI) algorithms to reconstruct the IV type boundary condition value during heat conduction modelling.
Experimental studies of the non-stationary heat exchange in the system «environment I – body II» have been carried out. It is established that in the body II, which consists of the fluid and thin-walled metal envelope, the characteristic features of the regular thermal mode occur, i.e., cooling (heating) rate of the body II- m = const; heat transfer coefficient between the water (environment I) and body II is practically stable α1 = const; uneven temperatures distribution coefficient in the body II ψ = const. This new notion of the heat transfer regularities in the body II is planned to apply for further development of the experimental-calculation method for the forecasting of the heat exchange intensity in the compound fluid media with limited information regarding thermophysical and rheological properties.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Renovation of multi-family residentials, including mainly thermal renovation, which includes adding thermal insulation, contributes to the improvement of living conditions. Above all, it reduces the operating costs of renovated buildings by reducing the consumption of heat energy for central heating. This article discusses the impact of light wet thermal renovation on the temperature distribution in the vertical cross-section of the partition wall and the calculation value of the temperature on the inner surface of the partition wall, as well as on the reduction of thermal energy consumption in buildings. The subject of the research was residentials erected in the large-panel, large-block, and traditional technology between 1984 and 1994, managed by Łomża Housing Cooperative (ŁSM).
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.