Analiza parametrów cieplno-przepływowych lamelowego wymiennika ciepła z wykorzystaniem pełnowymiarowego modelu CFD i jego weryfikacji eksperymentalnej
autor:
SZYMON JANUSZ, MACIEJ SZUDAREK, LESZEK RUDNIAK, MARCIN BORCUCH
ORCID ID:
0000-0002-1777-610X, 0000-0002-3214-9147 , 0000-0002-2925-1503, 0000-0002-6428-3295
Numer miesięcznika:
06/2022 Instal s. 29-34
DOI:
DOI 10.36119/15.2022.6.4
Wymienniki ciepła, w zależności od przeznaczenia, różnią się między sobą konstrukcją i zasadą działania. Niezależnie od mediów wymieniających ciepło, prowadzone są prace nad poprawą efektywności wymienników i zmniejszenia strat ciśnienia. Coraz częściej do optymalizacji tego typu urządzeń stosowane są symulacje numeryczne
z wykorzystaniem oprogramowania CFD. Modelowanie pełnowymiarowych urządzeń wiąże się jednak z dużą liczbą komórek obliczeniowych w modelu numerycznym, a w konsekwencji długim czasem symulacji lub brakiem możliwości przeprowadzenia analizy dla zakładanego pierwotnie modelu. W artykule zaprezentowano wyniki analiz
numerycznych i eksperymentalnych pracy wymiennika lamelowego. Dzięki zastosowaniu opisanych w artykule
uproszczeń, zmniejszono liczbę elementów siatki numerycznej z ok. 200 mln do ok. 13 mln, co pozwoliło na przeprowadzenie obliczeń na posiadanej stacji obliczeniowej. Model został zweryfikowany na stanowisku eksperymentalnym, a maksymalny błąd względny spadków ciśnienia między symulacją, a eksperymentem nie przekroczył 5%.
Przedstawione założenia i procedury mogą być wskazówką przy analizie pokrewnych konstrukcji charakteryzujących się modelami numerycznymi o dużej liczbie elementów o niewielkich wymiarach.
Słowa kluczowe:
Informacje o autorach:
mgr inż. Szymon Janusz https://orcid.org/0000-0002-1777-610X – M.A.S. Sp z o.o., Dział Badawczo – Rozwojowy, Starachowice
dr inż. Maciej Szudarek https://orcid.org/0000-0002-3214-9147 – Politechnika Warszawska, Instytut Metrologii i Inżynierii
Biomedycznej, Warszawa, dr inż. Leszek Rudniak https://orcid.org/0000-0002-2925-1503 – Politechnika Warszawska, Zakład Kinetyki
i Termodynamiki Procesowej, Warszawa, dr inż. Marcin Borcuch https://orcid.org/0000-0002-6428-3295 – M.A.S. Sp z o.o., Dział
Badawczo – Rozwojowy, Starachowice. Adres do korespondencji: szymon.janusz@mas-sp.pl