Optimierung der Einlaufgeometrie eines Plattenwärmeübertragers mit Ansys-CFX

Research output: Types of ThesisDiploma thesis

Contributors

  • Jiasheng Chen - (Author)

Abstract

Diese Arbeit entstand in Zusammenarbeit mit dem Bereich „Forschung und Entwicklung Wärmeübertrager“ der G.A.M. HEAT GmbH zur Beschreibung und funktionalen Überprüfung der Konstruktion des Plattenwärmeübertragers „Piranha“ (ehem. „MiniFisch“). Das Ziel ist, die Druckverluste für die Durchströmung der Ein- und Auslaufbereiche, sowie die Massenstromverteilung innerhalb des Apparates, nummerisch mit Hilfe der kommerziellen Software ANSYS-CFX zu untersuchen. Die Druckverluste sollen möglichst mit analytischen Lösungen verglichen werden. Weiterhin soll mit den Untersuchungen geprüft werden, wo Änderungen der vorgegebenen Geometrie notwendig sind und welche Optimierungsmöglichkeiten sich hier ergeben. Mit den nummerischen Untersuchungen wurden die Widerstandsbeiwerte jeweils für den Ein- und Auslaufbereich der Primärseite ermittelt, dargestellt und mit analytischen Korrelationen verglichen. Mit den daraus resultierenden empirischen Gleichungen ist es nun möglich, den Druckverlust für verschiedene Volumenströme direkt zu berechnen. Mittels Analyse der Massestromverteilung wurde weiterhin festgestellt, dass die vorhandene Geometrie der Primärseite (lt. Auslegungsdaten G.A.M. HEAT GmbH) für die Strömungsführung gut geeignet ist und keiner weiteren Optimierung bedarf. Die Strömung der Sekundärseite wurde ebenfalls numerisch untersucht und anschließen der jeweilige Widerstandsbeiwert ermittelt. Im Vergleich zur Primärseite weisen diese einen deutlich größeren Druckverlust auf, weshalb eine Optimierungsmöglichkeit für die Ein- und Auslaufströmung überlegt wurde. Mit der Verwendung von Leitblechen senkt sich der Druckverlust deutlich ab, so dass dies für die Umsetzung des Plattenwärmeübertragers empfohlen wird.

Details

Original languageGerman
Qualification levelDipl.-Ing.
Awarding Institution
Supervisors/Advisors
  • Felsmann, Clemens, Supervisor
  • Möller, Torben, Supervisor, External person
Publication statusPublished - 2016
Externally publishedYes
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Keywords

Keywords

  • Plattenwärmeübertrager, Optimierung, numerische Untersuchungen