Vliv napnutí příčně obtékaného flexibilního svazku dutých polymerních vláken na tlakové ztráty
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Tlakové ztráty jsou, stejně jako tepelný výkon, důležitým parametrem při návrhu tepelného výměníku. Od jejich velikosti se odvíjí také potřebný výkon čerpadla pro dané médium. Z minulého století se zachovalo několik empirických vztahů používaných pro výpočet tlakové ztráty svazku trubek, přes který proudí médium; tyto vztahy jsou ovšem založeny na měřeních prováděných na velkých tuhých trubkách, tudíž nezahrnují flexibilitu tenkých vláken, a hodnoty tlakové ztráty spočítané modelem tak nemusí odpovídat skutečnosti. Tato disertační práce se zabývá tlakovými ztrátami svazku dutých polymerních vláken obtékaných vzduchem, zejména vlivem napnutí takového svazku. Proto byly minimalizovány ostatní možné vlivy, jako je náhodné rozmístění vláken a rozdíly v jejich délce. Pro napínání výměníku tepla z dutých vláken za účelem měření tlakových ztrát bylo vyrobeno speciální zařízení. Byla provedena sada měření, analýza naměřených hodnot a porovnání s empirickými modely. V závěru práce jsou představeny dva návrhy modelu pro dvě geometrie, konkrétně pro výměníky s přesazeným designem a bezrozměrnými roztečemi 2x2 a 2x3.
Pressure drop, such as the heat transfer rate, is an important parameter in heat exchanger design. Its values also determine the required pump performance for given medium. Several empirical relationships defined for calculating the pressure drop over a bank of tubes have been preserved from the last century; however, these relationships are based on measurements performed on large rigid tubes, thus, they do not include flexibility of thin fibres, and the pressure drop values calculated by the model might not reflect reality. This dissertation thesis discusses the air-side pressure drop of a bank of hollow polymer fibres, in particular, the effect of the tension in said fibers. Therefore, other possible effects of influence, such as random fiber pitches and fiber length differences, were minimized. A special device was made for tensioning the hollow fibre heat exchanger in order to measure the pressure drop. A set of measurements was performed, and the measured values were analysed and compared to two empirical models. At the end of the thesis, two model proposals for two geometries, namely for heat exchangers with a staggered design and dimensionless pitches of 2x2 and 2x3.
Pressure drop, such as the heat transfer rate, is an important parameter in heat exchanger design. Its values also determine the required pump performance for given medium. Several empirical relationships defined for calculating the pressure drop over a bank of tubes have been preserved from the last century; however, these relationships are based on measurements performed on large rigid tubes, thus, they do not include flexibility of thin fibres, and the pressure drop values calculated by the model might not reflect reality. This dissertation thesis discusses the air-side pressure drop of a bank of hollow polymer fibres, in particular, the effect of the tension in said fibers. Therefore, other possible effects of influence, such as random fiber pitches and fiber length differences, were minimized. A special device was made for tensioning the hollow fibre heat exchanger in order to measure the pressure drop. A set of measurements was performed, and the measured values were analysed and compared to two empirical models. At the end of the thesis, two model proposals for two geometries, namely for heat exchangers with a staggered design and dimensionless pitches of 2x2 and 2x3.
Description
Citation
KROULÍKOVÁ, T. Vliv napnutí příčně obtékaného flexibilního svazku dutých polymerních vláken na tlakové ztráty [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2023.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Inženýrská mechanika
Comittee
prof. RNDr. Ing. Tomáš Březina, CSc. (člen)
prof. Ing. Miroslav Raudenský, CSc. (předseda)
doc. Ing. Petra Dančová, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jan Kohout, CSc. (člen)
Date of acceptance
2023-02-01
Defence
Hlavním přínosem je vytvoření výměníku tepla na nich provedené experimenty, z nichž bylo možné vytvořit modely pro predikci.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení