Експериментальне дослідження теплообмінних процесів в теплообмінниках нової конструкції для охолодження припливного повітря у пташниках водою підземних свердловин



DOI: http://dx.doi.org/10.31548/energiya6(70).2023.051

V. Trokhaniak, V. Gorobets

Анотація


Розроблено і виготовлено експериментальну установку для охолодження повітря в пташнику з використанням нової конструкції теплообмінника-рекуператора, в якій в якості охолоджуючого теплоносія використовується вода з підземних свердловин. Описано принципову схему установки та пристрою теплообмінника та надано характеристики вимірювальних приладів.

Проведені експериментальні дослідження процесів теплообміну в теплообмінному апараті та визначено температурні розподіли в холодному і гарячому теплоносіях, знайдено число Нуссельта і коефіцієнт тепловіддачі на поверхні трубного пучка. Показано, що використання нової конструкції компактних трубних пучків дає можливість підвищити коефіцієнт тепловіддачі на 33 %.

На основі статистичного аналізу проведено порівняння результатів розрахунків чисельних моделей з експериментальними даними щодо теплопередачі пучків труб. Похибка, отримана в результатах чисельного моделювання, становить трохи більше 5 %.

Ключові слова: експеримент, теплообмінник, теплообмін, міжтрубні канали, масогабаритні показники


Повний текст:

PDF

Посилання


Hojjat, M. (2020). Nanofluids as coolant in a shell and tube heat exchanger: ANN modeling and multi-objective optimization. Applied Mathematics and Computation, Vol. 365, 124710. doi: 10.1016/j.amc.2019.124710.

Bichkar, P., Dandgaval, O., Dalvi, P., Godase, R., Dey, T. (2018). Study of shell and tube heat exchanger with the effect of types of baffles. Procedia Manufacturing, Vol. 20, pp. 195-200. doi: 10.1016/j.promfg.2018.02.028.

Wang, C., Cui, Z., Yu, H., Chen, K., Wang, J. (2020). Intelligent optimization design of shell and helically coiled tube heat exchanger based on genetic algorithm. International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 159, 120140. doi: 10.1016/j. ijheatmasstransfer.2020.120140.

Tayyab, M., Cheema, T.A., Malik, M.S., Muzaffar, A., Sajid, M.B., Park, C.W. (2020). Investigation of thermal energy exchange potential of a gravitational water vortex. Renewable Energy, Vol. 162, pp. 1380-1398. doi: 10.1016/j.renene.2020.08.097.

Alam, T., Kim, M.H. (2018). A comprehensive review on single phase heat transfer enhancement techniques in heat exchanger applications. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 81, pp. 813-839. doi: 10.1016/j.rser.2017.08.060.

Riaz, M.T., Cheema, T.A., Tayyab, M., Khan, A.U.A., Amber, K.P., Sajid, M.B., Park, C.W. (2022). Investigation of free and forced vortex induced thermal energy exchange potential. Sustainable Energy Technologies and Assessments, Vol. 52, 102107. doi: 10.1016/j.seta.2022.102107.

Feizabadi, A., Khoshvaght-Aliabadi, M., Rahimi, A.B. (2019). Experimental evaluation of thermal performance and entropy generation inside a twisted U-tube equipped with twisted-tape inserts. International Journal of Thermal Sciences, Vol. 145, 106051. doi: 10.1016/j.ijthermalsci.2019.106051.

Talebi, M., Lalgani, F. (2021). Assessment of thermal behavior of variable step twist in the elliptical spiral. International Journal of Thermal Sciences, Vol. 170, 107126. doi: 10.1016/j.ijthermalsci.2021.107126.

Jamil, M.A., Goraya, T.S., Shahzad, M.W., Zubair, S.M. (2020). Exergoeconomic optimization of a shell-and-tube heat exchanger. Energy Conversion and Management, Vol. 226, 113462. doi: 10.1016/j.enconman.2020.113462.

Lim, T.-W., Choi, Y.-S. (2020). Thermal design and performance evaluation of a shell-and-tube heat exchanger using LNG cold energy in LNG fuelled ship. Applied Thermal Engineering, Vol. 171, 115120. doi: 10.1016/j.applthermaleng.2020.115120.

Gorobets, V., Bohdan, Y., Trokhaniak, V., Antypov, I. (2018). Experimental studies and numerical modelling of heat and mass transfer process in shell-and-tube heat exchangers with compact arrangements of tube bundles. MATEC Web of Conferences, Vol. 240, 02006. doi: 10.1051/matecconf/201824002006.

Gorobets, V., Trokhaniak, V., Bohdan, Y., Antypov, I. (2021). Numerical modeling of heat transfer and hydrodynamics in compact shifted arrangement small diameter tube bundles. Journal of Applied and Computational Mechanics, Vol. 7, no.1, pp. 292-301. doi: 10.22055/JACM.2020.31007.1855.

Trokhaniak, V., Gorobets, V., Shelimanova, O., Balitsky, A. (2023). Research of thermal and hydrodynamic flows of heat exchangers for different air cooling systems in poultry houses. Machinery & Energetics, Vol. 14, no. 1, pp. 68-78. doi: 10.31548/machinery/1.2023.68.

Trokhaniak, V., Gorobets, V. (2023). Heat transfer and gas dynamics numerical modelling of compact pipe bundles of new design. Machinery & Energetics, Vol. 14, no. 3, 79-89. https://doi.org/10.31548/machinery/3.2023.79


Метрики статей

Завантаження метрик ...

Metrics powered by PLOS ALM

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Bookmark and Share