Badania eksperymentalne i modelowanie rozpływu czynnika roboczego w minikanałowych i miniszczelinowych płytowych wymiennikach ciepła

Prace koncepcyjne, prowadzone w Katerze Energetyki i Aparatury Przemysłowej WM PG wykazały, że problem nierównomiernego rozdziału czynnika pomiędzy mikrokanałami (ang. maldistribution) istotnie może mieć kluczowe znaczenie dla rzeczywistej efektywności cieplnej i przepływowej mikrokanałowego wymiennika ciepła i że może występować na zacznie szerszą skalę, niż to zakładano w rozważaniach teoretycznych. Wnioskodawca podjął próbę rozpoznania tego tematu i zamierza też poświęcić mu swoją rozprawę doktorską. Wstępnie przebadał dostępne w KEiAP modelowe wymienniki minikanałowe i miniszczelinowe pod kątem dystrybucji czynnika roboczego w ich strukturach, w warunkach pracy cyklicznej właściwej dla termosyfonu odwróconego. Poczynione obserwacje doprowadziły do ciekawych konkluzji, jednak, ze względu na ograniczony warsztat, dotyczyły tylko adiabatycznego przepływu jednofazowego (bez doprowadzania ciepła) dla jednego czynnika roboczego (woda) i tylko badań eksperymentalnych. Wnioskowany projekt miałby na celu rozwinięcie tego programu badań na szerszą skalę, dla różnych geometrii i dla różnych przepływów (jednofazowych/dwufazowych, ciągłych/pulsacyjnych), a także dla płynów innych, niż woda (w tym niezwilżających). Wnioskodawca zakłada kluczowe znaczenie kolektorów rozprowadzających i odprowadzających czynnik, dlatego ich optymalnemu ukształtowaniu zamierza poświęcić szczególną uwagę. Oprócz zagadnień przepływowych, wykonawcy skupią się na zagadnieniach wymiany ciepła i spadku ciśnienia, a także podejmą próbę powiązania ich ze sobą. Przewiduje się stworzenie modelu matematycznego wymiennika w środowisku Ansys, w którym wymiana ciepła podczas przepływu będzie sprzężona z materiałem wymiennika ciepła, co będzie czyniło zagadnienie bardzo oryginalnym projektem badawczym. Z dużym prawdopodobieństwem otrzymane wyniki znajdą swoje miejsce w dobrych czasopismach naukowych. Realizacja projektu z pewnością znacznie zwiększy kompetencje wnioskodawcy i będzie stanowić solidną podstawę jego przyszłej rozprawy doktorskiej, w której planuje zająć się szczegółowo zagadnieniem rozpływu czynnika w wymiennikach ciepła. Wpisze się także w szerszą tematykę badawczą, realizowaną w KEiAP WM PG. Na bazie projektu mają też szansę powstać interesujące ćwiczenia laboratoryjne dla studentów specjalności cieplno-przepływowych i energetycznych.

Informacje szczegółowe

Program finansujący:: PRELUDIUM
Instytucja:: Narodowe Centrum Nauki (NCN) (National Science Centre)
Porozumienie:: UMO-2017/27/N/ST8/02785 z dnia 2018-07-16
Okres realizacji:: 2018-07-16 - 2021-01-15
Kierownik projektu:: dr inż. Paweł Dąbrowski
Realizowany w:: Katedra Energetyki i Aparatury Przemysłowej
Typ zgłoszenia:: Krajowy Program Badawczy
Pochodzenie:: Projekt krajowy
Weryfikacja:: Politechnika Gdańska

Publikacje powiązane z tym projektem

wyników na stronę:
rok:
- zaznaczony Sortuj po rok od najnowszych
- Sortuj po rok od najstarszych
tytuł:
- zaznaczony Sortuj po tytuł A-Z
- Sortuj po tytuł Z-A
cytowania:
- Sortuj po cytowania malejąco
- Sortuj po cytowania rosnąco

Filtry

wszystkich: 3

Rok 2021

Minichannel and minigap classification criteria based on the aspect ratio of the minigeometry: A numerical study
Publikacja
- P. Dąbrowski
- R. Kumar
- INTERNATIONAL COMMUNICATIONS IN HEAT AND MASS TRANSFER - Rok 2021
A detailed numerical investigation has been carried out to analyze the diabatic flow distribution and velocity profile in 18 minigeometries with various aspect ratios for V-type and I-type flow configurations (for 36 cases) assuming ethanol as a working fluid. The aim of the study is to distinguish the value of the aspect ratio for which the flow in minigeometry starts to be two-dimensional (minigap). Cases with a constant Reynolds...

Pełny tekst do pobrania w portalu

Rok 2020

Flow distribution and heat transfer in minigap and minichannel heat exchangers during flow boiling
Publikacja
- APPLIED THERMAL ENGINEERING - Rok 2020
The topic of boiling heat transfer in miniscale geometries has focused the ever increasing interest of researchers in recent years. However, most of the works are related to mini- and microchannels and much less to minigaps. Meanwhile, minigaps allow for more comprehensive experimental studies, i.e. flow visualisations due to the flat, two-dimensional configuration of the flow. The results of the experimental investigations of...

Pełny tekst do pobrania w portalu

Rok 2019

Channel Blockage and Flow Maldistribution during Unsteady Flow in a Model Microchannel Plate heat Exchanger
Publikacja
- Journal of Applied Fluid Mechanics - Rok 2019
This paper describes the problem of channel blockage as a result of flow maldistribution between the channels of a model mini channel plate heat exchanger consisting of one pass on each leg. Each leg of the heat exchanger contains 51 parallel and rectangular minichannels of four hydraulic diameters namely 461 μm, 571 μm, 750 μm and 823 μm. In addition, a more complex geometry has been investigated where for the sake of breaking...

Pełny tekst do pobrania w portalu

wyświetlono 1033 razy