FAQ

Mathematical modelling of the unsteady operation of a plate
and fin heat exchanger for the time-varying mass flow rate of
liquid and air velocity

Data publikacji: 31.03.2017

Czasopismo Techniczne, 2017, Volume 3 Year 2017 (114), s. 183 - 196

https://doi.org/10.4467/2353737XCT.17.041.6352

Autorzy

,
Anna Korzeń
Institute of Thermal and Process Engineering, Faculty of Mechanical Engineering, Cracow University of Technology
Wszystkie publikacje autora →
Dawid Taler
Instytut Inżynierii Cieplnej i Ochrony Powietrza, Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Krakowska
Wszystkie publikacje autora →

Tytuły

Modelowanie matematyczne pracy wymiennika ciepła z rur
ożebrowanych dla zmiennych w czasie strumienia masy płynu
i prędkości powietrza

Abstrakt

Przedstawiona została symulacja matematyczna wymiennika ciepła z rur ożebrowanych. Symulacja nieustalonej pracy wymiennika przeprowadzona została za pomocą modelu matematycznego opracowanego wcześniej przez autorów. Liczba Reynoldsa po stronie wody zmieniała się w zakresie od 4000 do 12 000. Szczegółowa analiza zmian temperatury została przeprowadzona dla przypadku nagłego wzrostu strumienia masowego płynu z jednoczesnym obniżeniem prędkości powietrza. Korelacje na współczynniki wnikania ciepła dla powietrza i wody określono na podstawie danych doświadczalnych. Nieznane parametry, które pojawiają się w równaniach na liczbę Nusselta dla powietrza i wody wyznaczono za pomocą metody najmniejszych kwadratów. Układ równań różniczkowych cząstkowych umożliwiający wyznaczenie temperatury wody, powietrza, ścianki rury i żeber zostały rozwiązane z użyciem metody objętości skończonej. Wyniki numerycznej symulacji pracy wymiennika z użyciem współczynników wnikania ciepła wyznaczonych z korelacji na liczby Nusselta od strony powietrza i wody porównano z danymi eksperymentalnymi. Uzyskano bardzo dobrą zgodność wyników obliczeń i pomiarów.

Bibliografia

[1] Taler D., Mathematical modeling and control of plate fin and tube heat, Energy Conversion
and Management, 96, 2015, 452–462.
 
[2] Roetzel W., Xuan Y., Dynamic behaviour of heat exchangers, Computational Mechanics Publications, Vol. 3, WIT Press, Southampton 1998.
 
[3] Ataer Ö.E., An approximate method for transient behavior of finned-tube cross-flow heat exchangers, Int. J. Refrig., 27, 2004, 529–539.
 
[4] Taler D., Direct and inverse heat transfer problems in dynamics of plate fin and tube heat
exchangers, in: Belmiloudi A. (ed.) Heat transfer, mathematical modelling, numerical methods and information technology, InTech, Rijeka 2011, 77–100, free online edition: www.intechopen.com.
 
[5] Vaisi A., Talebi S., Esmaeilpour M., Transient behavior simulation of fin-and-tube heat exchangers for the variation of the inlet temperatures of both fluids, International Communications in Heat and Mass Transfer, 38, 2011, 951–957.
 
[6] Korzeń A., Taler D., Modeling of transient response of a plate fin and tube heat exchanger, Int. J. Therm. Sci., 92, 2015, 188–198.
 
[7] Arpaci V.S., Kao S.H., Selamet A., Introduction to Heat Transfer, Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, USA 1999.
 
[8] Bejan A., Kraus A.D., Ed., Heat Transfer Handbook, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey 2003.
 
[9] Wiśniewski S, Wiśniewski T.S., Wymiana ciepła (Heat exchange), Wydanie 6, WNT, Warszawa 2009.
 
[10] Gnielinski V., Neue Gleichungen für den Wärme- und den Stoffübergang in turbulent durchströmten Rohren und Kanälen, Forschung im Ingenieurwesen, 41/1975 Nr 1, 8–16.
 
[11] Webb R. L., Principles of enhanced heat transfer, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New
Jersey 1994.
 
[12] Mirth D.R., Ramadhyani S., Hittle D.C., Thermal performance of chilled-water cooling coils
operating at low water velocities, ASHRAE Transactions, 99, 1993, Part 1, 43–53.
 
[13] Mirth D. R., Ramadhyani S., Correlations for predicting the air side Nusselt numbers and
friction factors in chilled-water cooling coils, Experimental Heat Transfer, 7, 1994, 143–162.
 
[14] Petukhov B.S., Genin A.G., Kovalev S.A., Heat transfer in nuclear power plants, Atomizdat,
Moscow 1974 (in Russian).
 
[15] Brandt S., Data Analysis. Statistical and computational methods for scientists and engineers,
3rd edn. Springer, Berlin 1999.
 
[16] Coleman H.W., Steele W.G., Experimentation, validation, and uncertainty analysis for
engineers, 3rd edn. Wiley, Hoboken 2009.

Informacje

Informacje: Czasopismo Techniczne, 2017, Volume 3 Year 2017 (114), s. 183 - 196

Typ artykułu: Oryginalny artykuł naukowy

Tytuły:

Polski:
Modelowanie matematyczne pracy wymiennika ciepła z rur
ożebrowanych dla zmiennych w czasie strumienia masy płynu
i prędkości powietrza
Angielski:
Mathematical modelling of the unsteady operation of a plate
and fin heat exchanger for the time-varying mass flow rate of
liquid and air velocity

Autorzy

Institute of Thermal and Process Engineering, Faculty of Mechanical Engineering, Cracow University of Technology

Instytut Inżynierii Cieplnej i Ochrony Powietrza, Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Krakowska

Publikacja: 31.03.2017

Status artykułu: Otwarte __T_UNLOCK

Licencja: Żadna

Udział procentowy autorów:

Anna Korzeń (Autor) - 50%
Dawid Taler (Autor) - 50%

Korekty artykułu:

-

Języki publikacji:

Angielski