Publication detail

Optimum design of fluid distribution systems in heat exchangers

TUREK, V. HÁJEK, J. JEGLA, Z. STEHLÍK, P.

Czech title

Optimální návrh distribučních systémů tekutin v tepelných výměnících

English title

Optimum design of fluid distribution systems in heat exchangers

Type

journal article - other

Language

en

Original abstract

Uniform flow distribution is often required by process equipment for its correct and reliable operation. Due to the fact that the resulting distribution is influenced by shapes of splitting and combining manifolds, flow distribution uniformity can be considerably increased by their careful design. In case of high temperature applications, uniform flow distribution is usually crucial. The aim of this paper is to provide a formula for coefficient of static regain for parallel flow systems containing linearly tapered manifolds with rectangular cross-sections connected by double U-tubes. This formula was derived by means of approximating data obtained by evaluation of several baseline configurations of such distribution systems using fluid flow modelling software ANSYS(R) FLUENT(R). Sample fluid distributions found with the proposed formula are shown alongside corresponding data computed by ANSYS FLUENT. Also, a practical computational tool for shape optimization of the investigated class of manifolds is presented.

Czech abstract

Rovnoměrné rozdělení toku je procesními zařízeními často vyžadováno pro jejich správný a spolehlivý provoz. Vzhledem k faktu, že výsledné rozdělení je ovlivněno tvary distributoru a kolektoru, může být rovnoměrnost výrazně zvýšena pečlivým návrhem těchto součástí. V případě vysokoteplotních aplikací je navíc rovnoměrné rozdělení obvykle nutností. Cílem tohoto příspěvku je poskytnout vzorec pro koeficient nárůstu statického tlaku pro paralelní trubkové systémy obsahující U-trubkami propojené manifoldy s lineárně proměnnými obdélníkovými příčnými průřezy. Tento vzorec byl odvozen aproximací dat získaných vyhodnocením několika výchozích konfigurací pomocí aplikace ANSYS(R) FLUENT(R). V textu je uvedeno několik vzorových grafů rozdělení toku získaných pomocí výše zmíněného vzorce spolu s daty spočtenými pomocí aplikace ANSYS FLUENT. Zároveň je popsán praktický výpočetní nástroj pro tvarovou optimalizaci distributoru a kolektoru ve zkoumaném typu systémů.

English abstract

Uniform flow distribution is often required by process equipment for its correct and reliable operation. Due to the fact that the resulting distribution is influenced by shapes of splitting and combining manifolds, flow distribution uniformity can be considerably increased by their careful design. In case of high temperature applications, uniform flow distribution is usually crucial. The aim of this paper is to provide a formula for coefficient of static regain for parallel flow systems containing linearly tapered manifolds with rectangular cross-sections connected by double U-tubes. This formula was derived by means of approximating data obtained by evaluation of several baseline configurations of such distribution systems using fluid flow modelling software ANSYS(R) FLUENT(R). Sample fluid distributions found with the proposed formula are shown alongside corresponding data computed by ANSYS FLUENT. Also, a practical computational tool for shape optimization of the investigated class of manifolds is presented.

Keywords in Czech

tepelný výměník, CFD modelování, distributor, kolektor, U-trubky

Keywords in English

heat exchanger, CFD modelling, splitting manifold, combining manifold, U-tubes

RIV year

2011

Released

11.10.2011

Publisher

John Wiley & Sons

ISSN

1932-2143

Journal

Asia-Pacific Journal of Chemical Engineering

Volume

6

Number

5

Pages from–to

750–759

Pages count

10

BIBTEX


@article{BUT50946,
  author="Vojtěch {Turek} and Jiří {Hájek} and Zdeněk {Jegla} and Petr {Stehlík},
  title="Optimum design of fluid distribution systems in heat exchangers",
  journal="Asia-Pacific Journal of Chemical Engineering",
  year="2011",
  volume="6",
  number="5",
  month="October",
  pages="750--759",
  publisher="John Wiley & Sons",
  issn="1932-2143"
}