| Naslov | Analiza povećanja učinkovitosti cijevnih lamelnih izmjenjivača topline ugradnjom generatora vrtloga : doktorska disertacija |
| Naslov (engleski) | Analysis of fin-and-tube heat exchanger performance enhancement by installing vortex generators : doctoral dissertation |
| Autor | Josip Batista |
| Mentor | Anica Trp (mentor) |
| Član povjerenstva | Kristian Lenić (predsjednik povjerenstva) |
| Član povjerenstva | Paolo Blecich (član povjerenstva) |
| Član povjerenstva | Ivanka Boras (član povjerenstva) |
Ustanova koja je dodijelila
akademski / stručni stupanj | Sveučilište u Rijeci
Tehnički fakultet
Rijeka |
| Datum i država obrane | 2022, Hrvatska |
Znanstveno / umjetničko
područje, polje i grana | TEHNIČKE ZNANOSTI
Temeljne tehničke znanosti |
Univerzalna decimalna klasifikacija
(UDC) | 62 - Inženjerstvo. Tehnika. Tehnologija |
| Sažetak | U radu je provedena numerička analiza strujanja i izmjene topline u unakrsnom cijevnom
lamelnom izmjenjivaču topline zrak-voda s generatorima vrtloga. Prilikom izrade numeričkog
modela, u obzir su uzete karakteristike strujanja i toplinski otpori na strani oba fluida. Za
postavljeni fizikalni problem izdvojen je segment u središtu izmjenjivača topline koji zajedno
s proširenjima u smjeru strujanja zraka predstavlja proračunsku domenu. Trodimenzijski
matematički model izmjene topline unutar izmjenjivača topline opisan je sustavom
diferencijalnih jednadžbi te prikladnim rubnim uvjetima, a riješen je numerički primjenom
metode kontrolnih volumena i korištenjem računalnog programskog paketa Ansys Fluent.
Opisana je metoda za proračun potpuno razvijenog profila strujanja vode na ulaznim granicama
poddomene vode. U tu je svrhu izvorni računalni program nadograđen ugradnjom korisnički
definirane funkcije. Za potrebe provjere valjanosti postavljenog matematičkog modela i
numeričkog postupka uspostavljena je mjerna linija te je proveden eksperimentalni dio
istraživanja na cijevnom lamelnom izmjenjivaču topline s ravnim lamelama. Analiziran je
utjecaj ulaznog rubnog uvjeta na strani vode na karakteristike strujanja i izmjene topline.
Najbolje slaganje rezultata mjerenja i rezultata numeričkog proračuna ostvareno je primjenom
ulaznog rubnog uvjeta potpuno razvijenog profila strujanja vode. Za odabrani konstrukcijski
oblik generatora vrtloga izvršene su numeričke analize utjecaja geometrijskih parametara na
termohidrauličke karakteristike izmjenjivača topline, te su optimizacijskim postupkom putem
genetskog algoritma dobiveni setovi optimalnih vrijednosti najutjecajnijih parametara s
obzirom na različite zahtjeve usmjerene ka povećanju učinkovitosti cijevnog lamelnog
izmjenjivača topline. |
| Sažetak (engleski) | In the doctoral dissertation, numerical analysis of fluid flow and heat transfer in a crossflow
air-to-water fin-and-tube heat exchanger with vortex generators is performed. The flow
characteristics and thermal resistances of both fluids are considered in the present numerical
model. For the described physical problem, a segment inside the heat exchanger is used for the
computational domain, together with the extensions in the direction of the airflow. A threedimensional mathematical model of heat transfer inside the fin-and-tube heat exchanger is
described with the system of differential equations and corresponding boundary conditions and
solved numerically using the finite volume method based solver Ansys Fluent. A method for
calculating a fully developed boundary condition at the water inlets has been described. For this
purpose, the existing numerical procedure was extended by a self-written user-defined function.
In order to validate the defined mathematical model and the numerical procedure, the test line
has been set up and measurements have been performed on a fin-and-tube heat exchnager with
plain fins. The influence of different water-side inlet boundary conditions has been studied. The
results show that the numerical model with the fully developed water inlet boundary condition
coincides best with the experimental data. For the selected vortex generator type, further
numerical analyses were performed to investigate how different geometry parameters affect the
thermal-hydraulic properties of fin-and-tube heat exchanger, and optimal set of values were
determined for the most influential parameters through an optimization procedure using a
genetic algorithm with respect to various requirements aimed at enhancing the heat exchanger
performance. |
| Ključne riječi |
|
| Ključne riječi (engleski) |
|
| Jezik | hrvatski |
| URN:NBN | urn:nbn:hr:190:459064 |
| Datum promocije | 2022 |
| Studijski program | Naziv: Poslijediplomski doktorski studij iz područja Tehničkih znanosti, polja Strojarstva, Brodogradnje i Temeljnih tehničkih znanosti i Interdisciplinarnih tehničkih znanosti
Vrsta studija: sveučilišni
Stupanj studija: poslijediplomski doktorski
Akademski / stručni naziv: doktor/doktorica znanosti, područje tehničkih znanosti (dr. sc.) |
| Vrsta resursa | Tekst |
| Opseg | 143 str. ; 30 cm |
| Način izrade datoteke | Izvorno digitalna |
| Prava pristupa | Otvoreni pristup |
| Uvjeti korištenja |  |
| Datum i vrijeme pohrane | 2022-10-04 13:02:44 |
