Υπολογιστική και πειραματική ανάλυση πλακοειδή εναλλάκτη θερμότητας

Χαπαλόγλου, Σπύρος; Chapaloglou, Spyros

dc.contributor.author	Χαπαλόγλου, Σπύρος	el
dc.contributor.author	Chapaloglou, Spyros	en
dc.date.accessioned	2016-11-07T09:07:53Z
dc.date.available	2016-11-07T09:07:53Z
dc.date.issued	2016-11-07
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/43990
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.13327
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Υπολογιστική ρευστομηχανική	el
dc.subject	Μεταφορά θερμότητας	el
dc.subject	Εναλλάκτες θερμότητας	el
dc.subject	Πλακοειδής εναλλάκτης θερμότητας	el
dc.subject	Εναλλάκτες πλακών	el
dc.subject	Computational fluid dynamics	en
dc.subject	Heat transfer	en
dc.subject	Heat exchangers	en
dc.subject	Plate heat exchanger	en
dc.subject	Thermal boundary conditions	en
dc.title	Υπολογιστική και πειραματική ανάλυση πλακοειδή εναλλάκτη θερμότητας	el
dc.title	Computational and experimental analysis of a plate heat exchanger	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Υπολογιστική Ρευστομηχανική	el
heal.classification	Μεταφορά θερμότητας	el
heal.classification	Εναλλάκτες θερμότητας	el
heal.classification	Computational fluid dynamics	en
heal.classification	Heat transfer - heat exchangers	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-09-13
heal.abstract	Στην παρούσα διπλωματική εργασία, έγινε υπολογιστική και πειραματική ανάλυση της λειτουργίας πλακοειδή εναλλάκτη θερμότητας. Για το υπολογιστικό τμήμα της διπλωματικής εργασίας, αναπτύχθηκε και εφαρμόστηκε μοντέλο υπολογιστικής ρευστοδυναμικής με το οποίο αναλύθηκε η ροή του ρευστού εντός του εναλλάκτη και ήταν δυνατή η εξαγωγή χρήσιμων συμπερασμάτων για την πτώση πίεσης και την μεταφορά θερμότητας. Αρχικά, μοντελοποιήθηκε μια τυπική και συχνά εμφανιζόμενη στο εμπόριο γεωμετρία εναλλάκτη πλακών, από την οποία προέκυψαν ποιοτικά συμπεράσματα για τα πρότυπα ροής που εμφανίζονται μέσα στον εναλλάκτη ανάλογα με την ταχύτητα της ροής. Έπειτα, σχεδιάστηκε και μοντελοποιήθηκε η γεωμετρία του τμήματος εισόδου πλάκας εναλλάκτη πλακών με βάση την οποία υπολογίστηκε το διανυσματικό πεδίο ταχυτήτων και η κατανομή της ροής στην είσοδο του κυρίου μέρους της πλάκας. Στη συνέχεια, μοντελοποιήθηκε και μελετήθηκε η πλάκα του εναλλάκτη GEA VT20-HL, από την ανάλυσή της οποίας προέκυψαν συμπεράσματα σχετικά με την εξάρτηση της πτώσης πίεσης από την απόσταση των πλακών και της μεταξύ τους επαφής. Συμπληρωματικά σε αυτό, εφαρμόστηκαν καινοτόμες θερμικές οριακές συνθήκες, μέσω των οποίων κατέστη δυνατή η εκτίμηση της μεταφοράς θερμότητας σε όλο τον εναλλάκτη, από τον υπολογισμό ενός μόνο καναλιού (αποτελούμενο από δύο πλάκες). Στο δεύτερο τμήμα της διπλωματικής εργασίας, πραγματοποιήθηκε η πειραματική ανάλυση πλακοειδή εναλλάκτη του εργαστηρίου Ατμοκινητήρων και Λεβήτων του Ε.Μ.Π., από την οποία έγινε εκτίμηση της συμπεριφοράς και της λειτουργίας του εναλλάκτη σε μερικό φορτίο. Τέλος, χρησιμοποιώντας την μέθοδο Wilson plot ήταν δυνατή η εξαγωγή καμπύλων του συντελεστή τριβής και του αριθμού Nusselt (Nu) για διάφορες τιμές της παροχής του κρύου ρεύματος και συνεπώς για διάφορες ταχύτητες ροής.	el
heal.abstract	In this diploma thesis, a numerical and experimental investigation of plate heat exchanger operation was carried out. For the calculations of this thesis the tool of computational fluid dynamics was employed, by which it was possible to analyze the flow of the fluid between the exchanger plates in order to come to conclusions about pressure drop and heat transfer. Initially, a common plate geometry was modeled, thus it was possible to determine the flow patterns between the plates according to fluid velocity. In addition, the geometry of the entrance section of the plate was designed and analyzed. As a result, the vector field of the flow domain was calculated and the flow distribution at the end of this section was estimated. Furthermore, the GEA VT20-HL plate was modeled, and the study resulted in conclusions about the dependence of pressure drop from the plates distance. Additionally, novel thermal boundary conditions were applied to the model of one heat exchanger channel (consisted of two plates) and subsequently the heat transferred to the whole heat exchanger could be calculated. The second part of this diploma thesis is concerned with an experimental investigation of a plate heat exchanger, placed in the laboratory of Steam Boilers and Thermal Plants in NTUA. The experiments were accomplished and the heat exchanger’s operation in partial load was studied. Finally, it was possible to correlate and plot the friction factor and the Nusselt number (Nu) of the flow for various flow velocities of the cold stream of the heat exchanger.	en
heal.advisorName	Καρέλλας, Σωτήριος	el
heal.committeeMemberName	Χουντάλας, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Κακαράς, Εμμανουήλ	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θερμότητας. Εργαστήριο Ατμοκινητήρων και Λεβήτων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	100 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true