Experimentální studium možností zvyšování výkonu křížových tepelných výměníků

Václav Lysek

Master's thesis

Experimental Study of Possibilities of Increasing the Thermal Output of Cross-Flow Heat Exchangers

Abstract:

Tato diplomová práce se zabývá problematikou zvyšování efektivity a výkonu křížových tepelných výměníků s vnitřním vlnovcovým elementem. První úsek práce je zaměřen na popis tepelných výměníků a jejich využití v průmyslu, především v Heat, Ventilation, Air Conditioning (HVAC) aplikacích. Následuje obecný teoretický rozbor přenosu tepla ve výměnících a popis charakteristik, které definují tento proces. Druhý úsek práce je praktický a věnuje se experimentálnímu měření a srovnání výsledků testování sedmi vybraných výměníků s různou geometrií vlnovce: V první části jsou popsány cíle měření, testované vzorky a samotné experimentální zařízení vč. návrhu experimentů. Následuje prezentace výsledků měření a jejich diskuze, a to zejména z hlediska vlivu typu použitých vlnovců a geometrie vlnovců na výstupní teploty tekutin, tlakové ztráty a celkovou efektivitu výměníku. Závěr této práce obsahuje shrnutí nejdůležitějších zjištění a popis možného návazného výzkumu.

Abstract:

This master thesis deal with issues of increasing effectivity and thermal output of cross-flow heat exchangers containing an internal fin element. First section of the thesis is focused on description of the heat exchangers and their usage in the industry, mainly in Heat, Ventilation, Air Conditioning (HVAC) applications. This is followed by theoretical analysis of heat transfer in heat exchangers and description of characteristics defining the process. Second section of the thesis is practical and focused on experimental measurement and comparison of measured data of seven samples of exchangers with different fin geometry. The first part describes the measurement objectives, the test samples and the experimental equipment itself, including the design of experiments. Followed by presentation of the results of the measurements and their discussion, especially in terms of the influence of the used fin types and fin geometries on the fluid outlet temperatures, pressure losses and overall efficiency of the heat exchanger. The conclusion of this thesis contains a summary of the most important findings and description of possible follow-up research.

Keywords

tepelný výměník, jádro, vlnovec, výstupní teplota, tlaková ztráta, efektivita

Keywords

heat exchanger, core, fin, outlet temperature, pressure loss, effectiveness

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 21. 5. 2018

Thesis defence

• Date of defence: 12. 6. 2018
• Supervisor: Stanislav Honus
• Reader: Ondřej Němček

VŠB - Technical University of Ostrava

Fakulta strojní

Master programme / field:
Strojní inženýrství / Energetické stroje a zařízení