New Elements of Heat Transfer Efficiency Improvement in Systems and Units
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Zvýšení efektivity výměny tepla vede k poklesu spotřeby energie, což se následně projeví sníženými provozními náklady, poklesem produkce emisí a potažmo také snížením dopadu na životní prostředí. Běžné způsoby zefektivňování přenosu tepla jako např. přidání žeber či vestaveb do trubek ovšem nemusí být vždy vhodné nebo proveditelné -- zvláště při rekuperaci tepla z proudů s vysokou zanášivostí. Jelikož intenzita přestupu tepla závisí i na charakteru proudění, distribuci toku a zanášení, které lze všechny výrazně ovlivnit tvarem jednotlivých součástí distribučního systému, bylo sestaveno několik zjednodušených modelů pro rychlou a dostatečně přesnou predikci distribuce a také aplikace pro tvarovou optimalizaci distribučních systémů využívající právě tyto modely. Přesnost jednoho z modelů byla dále zvýšena pomocí dat získaných analýzou 282 distribučních systémů v softwaru ANSYS FLUENT. Vytvořené aplikace pak lze využít během návrhu zařízení na výměnu tepla ke zvýšení jejich výkonu a spolehlivosti.
Improved heat transfer efficiency leads to decrease in energy consumption which then results in lower equipment operational cost, reduced emissions, and consequently also lower environmental impact. However, common enhancement approaches such as adding fins or tube inserts may not always be suitable or feasible -- especially in case of heat recovery from streams having a high fouling propensity. Since heat transfer rate depends also on flow field characteristics, fluid distribution, and fouling which can all be greatly influenced by the actual shapes of flow system components, several simplified models for fast and accurate enough prediction of fluid distribution as well as applications for shape optimization based on these models were developed. In addition, accuracy of one of the models was further increased by fine-tuning it using data obtained by evaluation of 282 flow systems in the fluid flow modelling software ANSYS FLUENT. The created applications can then be employed during the design of heat exchange units to improve their performance and reliability.
Improved heat transfer efficiency leads to decrease in energy consumption which then results in lower equipment operational cost, reduced emissions, and consequently also lower environmental impact. However, common enhancement approaches such as adding fins or tube inserts may not always be suitable or feasible -- especially in case of heat recovery from streams having a high fouling propensity. Since heat transfer rate depends also on flow field characteristics, fluid distribution, and fouling which can all be greatly influenced by the actual shapes of flow system components, several simplified models for fast and accurate enough prediction of fluid distribution as well as applications for shape optimization based on these models were developed. In addition, accuracy of one of the models was further increased by fine-tuning it using data obtained by evaluation of 282 flow systems in the fluid flow modelling software ANSYS FLUENT. The created applications can then be employed during the design of heat exchange units to improve their performance and reliability.
Description
Citation
TUREK, V. New Elements of Heat Transfer Efficiency Improvement in Systems and Units [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2012.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Konstrukční a procesní inženýrství
Comittee
doc. Ing. Zdeněk Skála, CSc. (předseda)
prof. Ing. Dr. Jiří Klemeš, DSc., Dr.h.c. (člen)
Ing. Miloslav Odstrčil, CSc. (člen)
prof. Ing. Petr Stehlík, CSc., dr. h. c. (člen)
doc. Ing. Ladislav Bébar, CSc. (člen)
RNDr. Petr Žaloudík, CSc. (člen)
doc. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D. (člen)
Ing. Vladimír Ucekaj, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2012-11-02
Defence
DDP je věnována převážně vytváření matem. modelů více proudých ohřevných systémů. Téma řešené DP je aktuální a výsledky získané jsou aplikovatelné v praxi. Autor prokázal schopnost samostatně vědecky pracovat a řešit náročné výzkumné problémy.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení