dr hab. inż. Rafał Andrzejczyk
Publications
Filters
total: 111
Catalog Publications
-
Heat transfer characteristics of hybrid microjet – Microchannel cooling module
PublicationThe paper presents experimental investigation of heat transfer intensification in a microjet–microchannel cooling module. Applied technology takes benefits from two very attractive heat removal techniques. When jets are impinging on the surface, they have a very high kinetic energy at the stagnation point, also in microchannels boundary layer is very thin allowing to obtain very high heat fluxes. Main objective of this paper was...
-
Thermodynamic and geometrical characteristics of mixed convection heat transfer in the shell and coil tube heat exchanger with baffles
PublicationThe article presents passive heat transfer enhancement method in the form of baffles to increase the energy efficiency of the shell coil heat exchanger. Conducted literature review shows that, despite numer- ous studies, there is little work on the intensification of heat transfer at the shell side. Most of the work focuses on the impact of geometrical parameters of the coil itself. This article successfully proves that it is possible...
-
Experimental investigations on heat transfer enhancement in shell coil heat exchanger with VARIABLE Baffles GEOMETRY
PublicationThe paper presents the possibility of using passive intensification of heat transfer in the form of baffles to increase the energy efficiency of the shell and coil heat exchanger. The experiment was carried out by using a modular coil heat exchanger in the form of an electric heater. Water was used as a working fluid with constant thermal-flow parameters at the inlet of the module. It should be noted that experiments were made...
-
Performance analyses of helical coil heat exchangers. The effect of external coil surface modification on heat exchanger effectiveness
PublicationThe shell and coil heat exchangers are commonly used in heating, ventilation, nuclear industry, process plant, heat recovery and air conditioning systems. This type of recuperators benefits from simple construction, the low value of pressure drops and high heat transfer. In helical coil,centrifugal force is acting on the moving fluid due to the curvature of thetube results in the development. It has been long recognized that the...
-
Experimental investigations on adiabatic frictional pressure drops of R134a during flow in 5mm diameter channel
PublicationThe article presents detailed two-phase adiabatic pressure drops data for refrigerant R134a at a saturation pressure of 5.5 bar corresponding to the saturation temperature of 19.4 °C. Study cases have been set for a mass flux varying from 100 to 500 kg/m2 s. The frictional pressure drop was characterized for the refrigerant R134a, for vapor qualities ranging from 0 to 1. Long-time thermal stability of test facility allowed to gather...
-
Pressure drop of HFE7000 and HFE7100 during flow condensation in minichannels
PublicationAttention is focused on the issues of flow resistance and pressure drop of perspective refrigeration fluids during condensation in the two-phase flow in minichannels. The case of the flow through a cylindrical single channel of 2.3 mm inner diameter was carefully analyzed. Pressure drop tests have been performed in diabatic flow conditions. The effect of heat flux, mass flux, vapour quality and saturation temperature on the two-phase...
-
An experimental investigation on the effect of new continuous core-baffle geometry on the mixed convection heat transfer in shell and coil heat exchanger
PublicationIn the article, the authors presented the influence of continuous core-baffle geometry at mixed convection heat transfer in shell and coil heat exchanger. Experiments were carried out for a large power range, i.e. from 100W to 1200W and mass flow rates ranging from 0.01 kg/s to 0.025 kg/s. During the experiments, the mass flow rate of cooling water, the temperature of water at the inlet and outlet as well as the wall temperature...
-
Experimental investigation of heat transfer enhancement in straight and U-bend double-pipe heat exchanger with wire insert
PublicationIn this paper, the possibility of heat transfer enhancement in the U-bend exchanger was presented. Experimental research has been carried out for four individual heat exchanger constructions i.e. plain tube in tube, turbulized tube in tube, plain U-bend and U-bend with turbulator. Also, heat transfer experiments for various boundary conditions were performed to obtain reference values. In case of U-bend exchanger with and without...
-
Applicability of arrays of microjets heat transfer correlations to design compact heat exchangers
PublicationThe article presents experimental studies on a compact heat exchanger with heat transfer intensification by means of impinging microjets. The pursuit to provide high performance of heat exchangers is a response to the demand both in economics and in the universal tendency to miniaturization of industrial equipment. This paper presents the design and tests of a prototype, microjet heat exchanger. The modular design of the heat exchanger...
-
Experimental Investigation of the Thermal Performance of a Wickless Heat Pipe Operating with Different Fluids: Water, Ethanol, and SES36. Analysis of Influences of Instability Processes at Working Operation Parameters
PublicationIn this study, the influences of different parameters on performance of a wickless heat pipe have been presented. Experiments have been carried out for an input power range from 50 W to 300 W, constant cooling water mass flow rate of 0.01 kg/s, and constant temperature at the inlet to condenser of 10 C. Three working fluids have been tested: water, ethanol, and SES36 (1,1,1,3,3-Pentafluorobutane) with different filling ratios (0.32,...
-
Analytical model with non-adiabatic effects for pressure drop and heat transfer during boiling and condensation flows in conventional channels and minichannels
PublicationIn the paper a method developed earlier by authors is applied to calculations of pressure drop and heat transfer coefficient for boiling flow and condensation flow with account of non- adiabatic effects for some recent data collected from literature. The first effect, the modification of interface shear stresses in annular flow pattern is considered through incorporation of the so called "blowing parameter". The mechanism of...
-
Experimental and theoretical study of a vertical tube in shell storage unit with biodegradable PCM for low temperature thermal energy storage applications
PublicationThis article presents the experimental investigations of the coconut oil-based TES module for HVAC applications in the ambient and-sub ambient temperature range. To properly study this problem modular experimental module and test loop were developed. Special attention has been paid to study the physical mechanism of the melting/solidification process for natural substance (coconut oil) which has perspectives to be used in thermal...
-
Detailed experimental investigations on frictional pressure drop of R134a during flow boiling in 5 mm diameter channel: The influence of acceleration pressure drop component =Études expérimentales détaillées sur la chute de pression frictionnelle du R134a lors de l'ébullition en écoulement dans un canal de 5 mm de diamètre : influence de la composante d'accélération de la chute de pression
PublicationThis article presents detailed two-phase diabatic pressure drop data for refrigerant R134a at a saturation pressure of 5.5 bar corresponding to the saturation temperature of 19.4 °C. Study cases have been set for a mass flux varying from 100 to 500 kg m−2 s−1. The obtained data are used as a validation of the void fraction literature models, a set of graphs shows comparisons, for a representative set of experimental conditions,...
-
Experimental and Computational Fluid Dynamics Studies on Straight and U-Bend Double Tube Heat Exchangers with Active and Passive Enhancement Methods
PublicationIn this work, the authors wanted to demonstrate the possibility to increase the heat transfer efficiency by using simple wire coil inserts to create turbulent flow in the boundary layer as well as air blowing into the annulus of the pipe. Experimental investigations were carried out for four heat exchanger constructions, i.e., plain double tube, turbulized double tube, plain U-bend double tube, U-tube with turbulator, plain double...
-
The performance of H2O, R134a, SES36, ethanol, and HFE7100 two-phase closed thermosyphons for varying operating parameters and geometry
PublicationIn this study, the influences of different parameters at performance two-phase closed thermosiphon (TPCT) was presented. It has been confirmed that the working fluid, as well as operating parameters and fill ratio, are very important factors in the performance of TPCT. The article shows characteristics of gravitational tube geometr ies, as well as the technical characteristic of the most important system components, i.e., the evaporator/condenser....
-
Recent advances of selected passive heat transfer intensification methods for phase change material-based latent heat energy storage units: A review
PublicationThe following article overviews recent studies regarding heat transfer enhancement methods, explicitly focusing on fins and coils utilization, in phase change material-based latent heat thermal energy storage systems. It discusses the influence of various geometrical and material parameters on the melting and solidification processes, as well as the orientation of the heat transfer surface within the storage tank. Additionally,...
-
Comparitive study of heat transfer and pressure drop during flow boiling and flow condensation in minichannels
PublicationIn the paper a method developed earlier by authors is applied to calculations of pressure drop and heat transfer coefficient for flow boiling and also flow condensation for some recent data collected from literature for such fluids as R404a, R600a, R290, R32,R134a, R1234yf and other. The modification of interface shear stresses between flow boiling and flow condensation in annular flow structure are considered through incorporation...
-
A review of phase change materials and heat enhancement methodologies
PublicationPhase change materials (PCMs) are an efficient alternative to store and release heat at a specific range of temperature. Here PCMs and heat enhancement methodologies for PCM storage are reviewed. A short overview of PCMs and their applications is presented in addition to the progress during the last 10 years. Heat enhancement techniques, that is, extended surfaces, multiple and composite PCMs, and encapsulation techniques, are...
-
Investigations on mixture preparation for two phase adiabatic pressure drop of R134a flowing in 5 mm diameter channel
PublicationThe article presents detailed two-phase adiabatic pressure drops data for refrigerant R134a. Study cases have been set for a mass flux varying from 200 to 400 kg/m2 s, at the saturation temperature of 19.4 ◦C. Obtained experimental data was compared with the available correlations from the literature for the frictional pressure drop during adiabatic flow. Influence of mixture preparation on pressure drop was investigated, for...
-
Comparative study of flow condensation in conventional and small diameter tubes
PublicationFlow boiling and flow condensation are often regarded as two opposite or symmetrical phenomena, however their description with a single correlation has yet to be suggested. In the case of flow boiling in minichannels there is mostly encountered the annular flow structure, where the bubble generation is not present. Similar picture holds for the case of inside tube condensation, where annular flow structure predominates. In such...
-
Comparative study of flow condensation in conventional and small diameter tubes
PublicationIn the paper a method developed earlier by the first author is applied to calculations of heat transfer coefficient for inside tube condensation. The method has been verified using experimental data from literature on several fluids in different microchannels and compared to three well established correlations.
-
Comparative study of flow condensation in conventional and small diameter tubes
PublicationFlow boiling and flow condensation are often regarded as two opposite or symetrical phenomena. Their description however with a single correlation has yet to be suggested.In the case of flow boiling in minichannels there is mostly encountered the annular flow structure, where the buble generetion is not present. Similar picture holds for the case of inside tube condensation, where annular flow structure predominates. In such case...
-
Study on effective front region thickness of PCM in thermal energy storage using a novel semi-theoretical model
PublicationThermal energy storage in mobile applications, particularly battery of electric vehicles, is currently gaining a lot of importance. In this paper, a semi-theoretical time-dependent mathematical model of the phase change in a double shell thermal energy storage module has been developed where the inner tube is a heat exchange surface. An effective front region thickness for the melting and solidification process has been studied....
-
Experimental and numerical investigation on shell and coil storage unit with biodegradable PCM for modular thermal battery applications
PublicationThermal energy storage (TES) in automotive applications is currently growing in importance. TES can visibly reduce primary energy consumptions, decrease CO2 emission, and improve thermal comfort in electric as well as hybrid vehicles. However, to meet the new ambitious target (15% reduction of CO2 emissions in the new cars until 2025) it is required to use plug-in electric vehicles. For this reason, this paper focuses on the optimization...
-
Experimental Investigations on the Influence of Coil Arrangement on Melting/Solidification Processes
PublicationThe latent heat thermal energy storage units are very popular because of their high energy density and almost close to constant temperature during the charging/discharging. In the present study has been proposed new shell-and-coil geometry with a shifted coil position to enhance the performance of phase change thermal magazine. The experimental investigations have been performed both for the melting and solidification process of...
-
Experimental study on single phase operation of microjet augmented heat exchanger with enhanced heat transfer surface
PublicationThe article presents experimental investigations on a prototype heat exchanger. Presented research is focused on combined active and passive enhancement techniques of surface modification and microjet impingement. The results were compared to reference plate heat exchanger without microjet impingement. The Wilson plot method was applied to determine the heat transfer coefficients in the single phase operation. The heat exchanger...
-
Experimental investigation on straight and u-bend double tube heat exchanger with active and passive enhancement methods
PublicationAuthors in this work want to demonstrate the possibility to increase the heat transfer efficiency by using simple wire coil inserts to create turbulent flow in the boundary layer as well as air blowing into the annulus of the pipe. In the study, Wilson plot approach was applied in order to estimate heat transfer coefficients for all heat exchanger (HX) configurations. The study focuses on experimental values of heat transfer coefficient...
-
Heat transfer enhancement of modular thermal energy storage unit for reversible heat pump cooperation
PublicationThe following article presents experimental comparison research on a hexagonal shelland-tube latent thermal energy storage (TES). Such shape of a shell was deliberately chosen instead of a cylindrical one due to its high modularity and with intent for future applications in automobiles (EV and PHEV) air conditioning systems (HVAC). Two geometries of helical coils, acting as tubes, were studied in this article. One was a simple...
-
PRESSURE DROP OF HFE7000 AND HFE7100 IN FLOW CONDENSATION IN MINICHANNELS WITH ACCOUNT OF NON-ADIABATIC EFFECTS
PublicationFlow boiling and flow condensation are often regarded as two opposite or symmetrical phenomena involving the change of phase. There is a temptation to describe both these phenomena with one only correlation. From amongst the structures present in flow boiling and flow condensation at least the annular flow structure seems to be mostly appropriate to the common modeling. However, the shear stress acting between vapor phase and liquid...
-
Experimental and comparative study on the two-phase pressure drop of air-water mixture in U-bend and straight pipe annuli
PublicationIn this paper, the experimental and theoretical analysis of pressure drop in singlephase and two phase-flow were presented for straight and U-bend smooth tube annulus and tube annulus with wire coil insert. Experiments for various boundary conditions were performed. In case of U-tube and straight tube with and without turbulator, tests were made for the water-water and air-water systems. The study covered a wide measuring range,...
-
Thermal and economic investigation of straight and U-bend double tube heat exchanger with coiled wire turbulator
PublicationExperimental research has been carried out for four individual heat exchanger constructions, i.e., plain double tube, turbulized double tube, plain U-bend and U-bend with turbulator. Tests were made for the water-water system. The study covered a wide measuring range, i.e., Re = 800–9000 – on the shell side, for a constant cold water temperature of 9 ◦C and hot water of 50 ◦C. The heat exchangers were made from copper tubes with...
-
Magazyny ciepła ze złożem naturalnym i złożem na bazie materiałów zmiennofazowych
PublicationW artykule zaprezentowano możliwości wykorzystania magazynowania energii w technologii budowlanej. Przedstawiono najnowsze trendy rozwoju tej technologii w oparciu o wykorzystanie materiałów zmiennofazowych oraz nowoczesnych materiałów konstrukcyjnych . Pokazano historyczne jak i najnowsze rozwiązania magazynów i obiektów budowlanych z nimi współpracujących. Autorzy dokonali swoistego przeglądu rozwiązań mogących mieć zastosowanie...
-
Nowe czynniki chłodnicze i zmiany w instalacjach chłodniczych. Cz.3
PublicationArtykuł jest kontynuacją tematyki przedstawionej w części pierwszej (nr 9 -2015) oraz części drugiej (nr 10-2015). Autorzy nawiązują do konsekwencji jakie niosą ze sobą ograniczenia stosowania syntetycznych czynników chłodniczych z grupy CFC i HFC. W artykule przedstawiono analizę wpływu rodzaju czynnika chłodniczego na efektywność sprężarkowego układu chłodzenia przeznaczonego do współpracy z komorą chłodniczą do przechowywania...
-
Experimental validation of pressure drop models during flow boiling of R134a – effect of flow acceleration and entrainment
PublicationA crucial step to assure proficient work of power and process apparatus is their proper design. A wide array of those devices operates within boiling or condensation of the working fluid to benefit from high heat transfer rates. Two-phase flows are associated with high heat transfer coefficients because of the latent heat of evaporation and high turbulence level between the liquid and the solid surface. Predicting heat transfer...
-
The In-House Method of Manufacturing a Low-Cost Heat Pipe with Specified Thermophysical Properties and Geometry
PublicationVarious types of heat pipes are available to purchase off the shelf, from various manufacturers, but most of them have strictly defined geometry and technical parameters. However, when there is a need to use a heat pipe (HP) with an unusual size and shape or working conditions other than the standard ones, it becomes very costly to order them from manufacturers, especially in small quantities, and only a few producers are willing...
-
Heat transfer and pressure drop characteristics of the silicone-based plate heat exchanger
PublicationThe paper presents an experimental investigation of a silicone based heat exchanger, with passive heat transfer intensification by means of surface enhancement. The main objective of this paper was to experimentally investigate the performance of a heat exchanger module with the enhanced surface. Heat transfer in the test section has been examined and described with precise measurements of thermal and flow conditions. Reported...
-
ZAGOSPODAROWANIE CIEPŁA ODPADOWEGO PRZEGLĄD UKŁADÓW STOSOWANYCH W TECHNICE CIEPLNEJ ORAZ UKŁADACH CHŁODNICZYCH I KLIMATYZACYJNYCH
PublicationArtykuł poświęcony jest zagadnieniu wykorzystania ciepła odpadowego w układach chłodniczych i klimatyzacyjnych. W artykule poruszono temat wpływu prawidłowego serwisowania urządzeń chłodniczo klimatyzacyjnych na koszty ich eksploatacji. Dodatkowo w treści przedstawiono przegląd stosowanych w praktyce rozwiązań zagospodarowania ciepła odpadowego.
-
ANALIZA ODZYSKU CIEPŁA W CENTRACH OBLICZENIOWYCH ( SERWEROWNI). ASPEKTY TECHNICZNO-EKONOMICZNE
PublicationW rozdziale niniejszym zaprezentowano kwestie dotyczące nowoczesnych układów chłodzenia systemów elektronicznych, w szczególności w centrach obliczeniowych i serwerowniach. Omówiono tu ze szczególnym naciskiem kwestie związane z doborem układów pod względem zapewnienia optymalnej pracy urządzeń. Pokazano przykłady systemów chłodzenia opartych na konwencjonalnych i najnowszych metodach występujących na rynku oraz będących w fazie...
-
Efektywność Energetyczna Dolnych Źródeł Instalacji Pomp Ciepłą
PublicationIstotnym elementem procesu projektowo-budowlanego stała się umiejętność łączenia różnych tradycyjnych technologii grzewczych z technologiami Odnawialnych Źródeł Energii ze szczególnym uwzględnieniem ciepła odpadowego w różnej formie. W artykule dokonano analizy dolnych źródeł pomp ciepła naturalnych jak i sztucznych.
-
Innowacyjne Rozwiązania w Zakresie Substancji i Materiałów Stosowane w Systemach OZE
PublicationArtykuł poświęcony jest zagadnieniu wykorzystania kompozytów nowoczesnych materiałów w układach chłodniczych i klimatyzacyjnych. W artykule poruszono temat wpływu właściwości powierzchni wymiany ciepła na pracę urządzeń chłodniczo-klimatyzacyjnych oraz na koszty ich eksploatacji. Dodatkowo w treści przedstawiono przegląd proponowanych konstrukcji wymienników ciepła mających potencjalne zastosowanie w systemach OZE.
-
Nowoczesne metody usuwania śniegu i lodu z powierzchni użytkowych
PublicationW artykule zostały przedstawione klasyczne metody usuwania śniegu i lodu z nawierzchni użytkowych. Dokonano analizy skutków wykorzystywania środków chemicznych. Opisano szacunkowe koszty wynikające z konieczności utrzymania nawierzchni użytkowych „niszczonych” w skutek zmian temperaturowych i wykorzystywanych środków chemicznych. Przedstawiono nowoczesne metody odmrażania oparte o zastosowanie systemów podgrzewania elektrycznego...
-
ZASTOSOWANIE KORELACJI OPISUJĄCYCH WYMIANĘ CIEPŁA W OB-SZARZE PĘCZKÓW MIKROSTRUG DO PROJKTOWANIA KOMPAKTOWYCH WYMIENNIKÓW CIEPŁA: CZ.1. BUDOWA MODELOWEGO WYMIENNIKA CIEPŁA I JEGO CHARAKTERYSTYKA
PublicationArtykuł przedstawia konstrukcję prototypowego, modułowego mikrostru-gowego wymiennika ciepła. Przeprowadzone badania cieplno przepływo-we w układzie woda-woda, umożliwiają określenie efektywności wymiany ciepła, charakterystyk cieplno przepływowych, oraz wielkości współczynnika przejmowania ciepła. Eksperymenty w dalszej części publikacji posłużą do weryfikacji stosowalności istniejących korelacji opisujących wymianę ciepła w obszarze...
-
Badania mikrostrugowego wymiennika ciepła. Część 2 : badania ekstremalne
PublicationArtykuł przedstawia konstrukcję prototypowego, modułowego mikrostru-gowego wymiennika ciepła. Przeprowadzone badania cieplno przepływo-we w układzie woda-woda, umożliwiają określenie efektywności wymiany ciepła, charakterystyk cieplno przepływowych, oraz wielkości współczynnika przejmowania ciepła.
-
Analiza efektywności odzysku ciepła odpadowego z zastosowaniem rurki ciepła. Cześć I. Konstrukcja i działanie układu pomiarowego, budowa rurki ciepła.
PublicationArtykuł poświęcony jest możliwościom aplikacyjnym rurki ciepła w instalacjach odzysku ciepła.
-
Nowe czynniki chłodnicze i zmiany w instalacjach chłodniczych. Cz. 1
PublicationArtykuł zawiera rozważania na temat przewidywanych zmian w zakresie konstrukcji i technologii nowych urządzeń chłodniczych. Autorzy opisali najważniejsze zmiany legislacyjne, które doprowadziły do wycofania lub są w trakcie wycofywania znanych czynników syntetycznych z grupy HCFC i HFC oraz zastępowania ich czynnikami naturalnymi i nowymi substancjami z grupy HFO. W pierwszej części artykułu zawarto rozważania na temat możliwości...
-
Nowe czynniki chłodnicze i zmiany w instalacjach chłodniczych. Cz.2
PublicationW drugiej części artykułu kontynuowany jest temat związany z ograniczeniami stosowania syntetycznych czynników chłodniczych. W części pierwszej przedstawiono tendencje do zastępowania wycofywanych substancji czynnikami naturalnymi. Niniejszy artykuł traktuje natomiast o możliwości wykorzystywania nowych, syntetycznych czynników z grupy HFO, będących substancjami bezpiecznymi dla środowiska naturalnego, w kontekście ich wpływu na...
-
Alternatywne do R134a czynniki proponowane jako płyny robocze w klimatyzacji samochodowej i innych instalacjach chłodniczych o małej wydajności. Część 3. Zamienniki dla R134a w kontekście projektowania parowników instalacji chłodniczych i klimatyzacyjnych
PublicationW wyniku wycofania czynników CFC i HCFC ze względu na ich szkodliwy wpływ na warstwę ozonową, wprowadzono nowe ich odpowiedniki. Zaczęto jednak podnosić krytyczne opinie co do ryzyka związanego z ich wprowadzaniem do instalacji chłodniczych i klimatyzacyjnych. W ostatnich latach, uwagę w związku z tym coraz bardziej koncentruje się na naturalnych czynnikach chłodniczych. W poprzednich częściach przedstawiono analizę klasycznych...
-
Kurs na energię
PublicationJednym z nadrzędnych celów, jakie stawia przed sobą Unia Europejska, jest realizacja tzw. polityki zrównoważonego rozwoju. Ma ona polegać na implikacji sprzyjających warunków dla powstania konkurencyjnej gospodarki niskoemisyjnej.
-
Metody intensyfikacji wymiany ciepła w kompaktowym wymienniku ciepła typu rura w rurze
PublicationAparaty cieplne typu rura w rurze ze względu na prostotę swojej geometrii oraz łatwo powtarzalny proces produkcji nadal są jednymi z czołowych rozwiązań wykorzystywanych w wielu przemysłowych aplikacjach . Wykorzystuje się je od systemów chłodniczych i klimatyzacyjnych po instalacje cieplne czy nawet układy spotykane na stacjach kosmicznych lub statkach powietrznych. W zależności od systemu technicznego pierwszoplanowa rolę przy...
-
INTENSYFIKACJA WYMIANY CIEPŁA W WYMIENNIKU WĘŻOWNICOWYM Z WYKORZYSTANIEM PRZEGRÓD O RÓŻNEJ GEOMETRII
PublicationW pracy zaprezentowano możliwości wykorzystania pasywnej intensyfikacji wymiany ciepła w postaci przegród dla podniesienia efektywności energetycznej wymiennika wężownicowego. Badania zostały przeprowadzone z wykorzystaniem modułowego wymiennika z wężownicą w postaci grzałki elektrycznej. Medium odbierającym ciepło była woda o stałych parametrach cieplnoprzepływowych na wlocie do modułu. Pomiary przeprowadzono dla szerokiego zakresu...
seen 3982 times