Evaluation of the Effect of Tube Pitch and Surface Alterations on Temperature Field at Sprinkled Tube Bundle

Loading...
Thumbnail Image
Date
2015-05-06
ORCID
Advisor
Referee
Mark
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
EDP Sciences
Altmetrics
Abstract
Water flowing on a sprinkled tube bundle forms three basic modes: It is the Droplet mode (liquid drips from one tube to another), the Jet mode (with an increasing flow rate droplets merge into a column) and the Membrane (Sheet) mode (with further increasing of falling film liquid flow rate columns merge and create sheets between the tubes. With sufficient flow rate sheets merge at this state and the tube bundle is completely covered by a thin liquid film). There are several factors influencing the individual mode types as well as heat transfer. Beside the above mentioned falling film liquid flow rate they are for instance tube diameters, tube pitches in a tube bundle or a physical condition of a falling film liquid. This paper presents a summary of data measured at atmospheric pressure at a tube bundle consisting of copper tubes of 12 milimeters diameter and of the studied tube length one meter. The tubes are positioned horizontally one above another with the tested pitches of 15, 20, 25 and 30 mm and there is a distribution tube placed above them with water flowing out. The thermal gradient of 15–40 has been tested with all pitches where the falling film liquid's temperature at the inlet of the distribution tube was 15 deg.C. The liquid was heated during the flow through the exchanger and the temperature of the sprinkled (heater) liquid at the inlet of the exchanger with a constant flow rate about 7.2 litres per minute was 40 deg.C. The tested flow of the falling film liquid ranged from 1.0 to 13.0 litres per minute. Sequences of 180 exposures have been recorded in partial flow rate stages by thermographic camera with record frequency of 30 Hz which were consequently assessed using the Matlab programme. This paper presents results achieved at the above mentioned pitches and at three types of tube bundle surfaces.
Na skrápěném trubkovém svazku stékající kapalina vytváří tři základní režimy. A to kapkový (kapalina kape z trubky na trubku), sloupcový (při zvyšujícím se průtoku se kapičky spojí do sloupce) a listový (při dalším zvyšování průtoku skrápěcí kapaliny se sloupce spojují a vytváří mezi trubkami listy. U tohoto stavu se při dostatečném průtoku listy spojují a trubkový svazek je zcela pokrytý tenkou vrstvou kapaliny). Vlivů na jednotlivé typy režimů a současně na přestup tepla je několik. Mimo již zmíněné velikosti průtoku skrápěcí kapaliny je to například průměr trubek, rozteč trubek trubkového svazku, či fyzikální stav skrápěcí kapaliny. V tomto článku je prezentován souhrn dat naměřených při atmosférickém tlaku na trubkovém svazku, který se skládá z měděných trubek o průměru 12 milimetrů a zkoumané délce trubky jeden metr. Trubky jsou umístěny horizontálně pod sebou s testovanými roztečemi 15, 20, 25 a 30 mm a nad nimi je umístěna distribuční trubka, ze které vytéká voda. U všech roztečí byl testován teplotní spád 15 / 40, kde 15 st.C měla skrápěcí kapalina na vstupu do distribuční trubky, která byla při stékání po výměníku ohřívána a 40 st.C měla skrápěná (topná) voda na vstupu do výměníku s konstantním průtokem cca 7.2 litrů za minutu. Testovaný průtok skrápěcí kapaliny se pohyboval v rozmezí cca 1.0 až 13.0 litrů za minutu. Po dílčích krocích průtoku byly pořízeny termovizní kamerou sekvence o 180 snímcích s frekvencí záznamu 30 Hz, které byly následně vyhodnoceny v programu Matlab. A v tomto článku jsou prezentovány dosažené výsledky při již zmíněných roztečích a třech druzích povrchů trubkového svazku.
Description
Citation
EPJ Web of Conferences. 2015, vol. 92, issue 2015, p. 1-8.
Document type
Peer-reviewed
Document version
Published version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Comittee
Date of acceptance
Defence
Result of defence
Document licence
Creative Commons Attribution 4.0 International
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Citace PRO