Експериментальне дослідження теплообмінних процесів в теплообмінниках нової конструкції для охолодження припливного повітря у пташниках водою підземних свердловин
DOI:
https://doi.org/10.31548/energiya6(70).2023.051Анотація
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
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
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).
