Μοντελοποίηση εναλλάκτη θερμότητας διπλού σωλήνα με εφαρμογή λογισμικού υπολογιστικής ρευστοδυναμικής Ansys Fluent και σύγκριση των αποτελεσμάτων με πειραματικές μετρήσεις

Abstract

Στην παρούσα πτυχιακή εργασία περιγράφεται η δημιουργία ενός μοντέλου εναλλάκτη θερμότητας διπλού σωλήνα και η λειτουργία του με την εφαρμογή της Υπολογιστικής Ρευστοδυναμικής (CFD) και τη χρήση του ANSYS FLUENT 15.0. Ο εναλλάκτης θερμότητας με βάση τον οποίο δημιουργήθηκε το μοντέλο χρησιμοποιείται στο τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων του Τ.Ε.Ι. της Σίνδου για εκπαιδευτικό σκοπό. Από σπουδαστές του τμήματος συλλέχθηκαν τα πειραματικά δεδομένα με βάση τα οποία έγινε η προσομοίωση με την χρήση του ANSYS FLUENT 15.0. Σκοπός της εργασίας είναι η σύγκριση των πειραματικών αποτελεσμάτων με αυτά της προσομοίωσης. Ο εναλλάκτης δουλεύει σε αντιροή και το πείραμα έγινε για έξι διαφορετικές παροχές νερού, 800,1000,1400,1800,2200,2400 lit/h. Από τις έξι παροχές οι τέσσερις επιλέχτηκαν για την προσομοίωση (800,1000,1400,2400 lit/h). Να αναφερθεί ότι στην προσομοίωση ο εναλλάκτης λειτουργεί σε ένα "ιδανικές" συνθήκες, δηλαδή δεν υπάρχουν απώλειες θερμοκρασίας προς το περιβάλλον.

This project describes the construction of a model of a double-tube heat exchanger and its operation by using the application of Computational Fluid Dynamics (CFD) and commercially available package ANSYS FLUENT 15.0. The heat exchanger according to which this model was created to, is used by the Food Technology Department in Technological Educational Institute of Thessaloniki for educational purposes. The experimental data on which the simulation was based on by using ANSYS FLUENT 15.0, were collected by students of the department. The aim is to compare the experimental measurements with simulation results. The heat exchanger works in counter-flow conditions and the experiment was executed for six different water flow rate values, namely 800,1000,1400,1800,2200 and 2400 lit/h. Out of the six flow rate, four were chosen to be simulated (800, 1000, 1800, 2400 lit/h). It is stated that in the CFD model the heat exchanger is assumed to operate in "ideal" conditions, i.e. without heat looses.