Defnyddiwch y dynodwr hwn i ddyfynnu neu i gysylltu â'r eitem hon: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/31502

Teitl: CFD моделювання компактного пучка труб та виведення критеріального рівняння числа Nu
Teitlau Eraill: CFD modeling of a compact bundle of tubes and outputting the criterion equation of the Nu number
Awduron: Троханяк, Віктор Іванович
Affiliation: Національний університет біоресурсів і природокористування України
Bibliographic description (Ukraine): Троханяк В. І. CFD моделювання компактного пучка труб та виведення критеріального рівняння числа Nu // Machinery & Energetics. Journal of Rural Production Research. 2019. Вип. 10, № 1. С. 151–158.
Trokhaniak V.I. CFD modeliuvannia kompaktnoho puchka trub ta vyvedennia kryterialnoho rivniannia chysla Nu. Machinery & Energetics. Journal of Rural Production Research, 2019, vol. 10, no. 1, pp. 151–158.
Bibliographic description (International): Trokhaniak V.I. (2019). CFD modeling of a compact bundle of tubes and outputting the criterion equation of the Nu number. Machinery & Energetics. Journal of Rural Production Research, 10, 1, 151–158. 10.31548/machenergy.2019.01.151-158.
Journal/Collection: Machinery & Energetics. Journal of Rural Production Research
Issue: 1
Volume: 10
Dyddiad Cyhoeddi: 2019
Date of entry: 22-Apr-2020
Country (code): UA
Place of the edition/event: Національний університет біоресурсів і природокористування України
ORCID Id: 0000-0002-8084-1568
DOI: 10.31548/machenergy.2019.01.151-158
UDC: 536.24
Allweddeiriau: Теплообмінний апарат
CFD моделювання
тепло- масообмін
пучки труб
число Nu
Page range: 151-158
Crynodeb: При розробці нових типів конструкцій теплообмінних апаратів важливу роль відіграють такі фактори, як їх масогабаритні характеристики, ефективність теплопереносу через поверхню, що розділяє теплоносії, втрати тиску в трактах для кожного з теплоносіїв та інші параметри, які характеризують теплообмінний апарат. Проведено CFD моделювання процесів тепло- і масопереносу в пучку труб при різних числах Re з компактним розміщенням труб використовуючи програмний комплекс ANSYS Fluent. В основі математичної моделі лежать рівняння Нав’є-Стокса, рівняння збереження енергії для конвективних течій та рівняння нерозривності. У розрахунках застосовано стандартну k-ε модель турбулентності. Отримано поля швидкостей, температур, тисків у досліджуваних каналах. Проаналізовано умови гідродинамічної течії в каналах та проведено оцінки інтенсивності теплопереносу між гарячим та холодним теплоносієм через стінку, що їх розділяє. На основі результатів CFD моделювання виведено критеріальне рівняння числа Nu яке може бути використане при інженерних розрахунках теплообмінних апаратів з компактними пучками труб.
In the development of new types of designs of heat-exchange units, factors such as their mass-overall characteristics, the efficiency of heat transfer through the surface separating the heat carrier, the loss of pressure in the tract for each of the heat-carrier and other parameters characterizing the heat-exchange apparatus play an important role. The CFD modeling of heat and mass transfer processes in a bundle of pipes at various Re numbers with a compact pipe arrangement was carried out using the ANSYS Fluent software complex. The basis of the mathematical model is the Navier-Stokes equation, the energy conservation equation for convective currents and the continuity equation. In the calculations, a standard k-ε turbulence model was used. The fields of velocities, temperatures, and pressure in the studied channels are obtained. The conditions of the hydrodynamic flow in the channels are analyzed and the heat transfer intensity measurements between the hot and cold coolant through the wall that separates them are carried out. On the basis of the results of CFD simulation a criterion equation Nu is derived which can be used for engineering calculations of heat exchangers with compact bundles of pipes.
При разработке новых типов конструкций теплообменных аппаратов важную роль играют такие факторы, как их массогабаритные характеристики, эффективность теплопереноса через поверхность, разделяющую теплоносители, потери давления в трактах для каждого из теплоносителей и другие параметры, которые характеризуют теплообменный аппарат. Проведения CFD моделирования процессов тепло- и массопереноса в пучке труб при различных числах Re с компактным размещением труб используя программный комплекс ANSYS Fluent. В основе математической модели лежат уравнения Навье-Стокса, уравнения сохранения энергии для конвективных течений и уравнение неразрывности. В расчетах применены стандартную k-ε модель турбулентности. Получены поля скоростей, температур в исследуемых каналах. Проанализированы условия гидродинамических течений в каналах и проведения оценки интенсивности теплопереноса между горячим и холодным теплоносителем через стенку, разделяющую их. На основе результатов CFD моделирования выведено критериальное уравнение числа Nu которое может быть использовано при инженерных расчетах теплообменных аппаратов с компактными пучками труб.
URI: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/31502
ISSN: 2663-1334
Copyright owner: ©НУБіП, 2019
References (Ukraine): 1. Жукаускас А.А. Конвективный перенос в теплообменниках – М.: Наука, 1982. 472 с.
2. Горобець В.Г. Теплогідравлічна ефективність поверхонь з інтенсифікаторами теплообміну та оребренням // Науковий вісник Національного університету біоресурсів і природокористування України. Серія «Техніка та енергетика АПК».. – 2010. – № 148. – С. 46–56.
3. Халатов А.А., Онищенко В.Н., Борисов И.И. Аналогия переноса теплоты и количества движения в каналах с поверхностями генераторами вихрей // Доклады НАН Украины. – К.: 2007. №6 С. 70–75.
4. Горобець В. Г., Троханяк В. І. Моделювання процесів переносу та теплогідравлічна ефективність кожухотрубного теплообмінника з компактним розташуванням пучків труб // Науковий вісник Національного університету біоресурсів і природокористування України. Серія «Техніка та енергетика АПК». 2014. Вип. 194, Ч. 2. С. 147–155.
5. Троханяк В. И., Богдан Ю. А. Оценка теплогидравлической эффективности кожухотрубного теплообменного аппарата с компактным размещением труб в пучках на основе компьютерного численного моделирования процессов тепломассопереноса: [электронный ресурс] // APRIORI. Серия «Естественные и технические науки». 2015. № 6. Режим доступа к ресурсу: http://apriori-journal.ru/seria2/6-2015/Trohanyak-Bogdan2.pdf.
6. Троханяк В. І. Визначення коефіцієнта тепловіддачі при чисельному моделюванні трубного пучка // Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. 2015. Вип. 15, Т. 2. С. 332–337.
7. Горобець В. Г., Троханяк В. І. Експериментальне дослідження теплообмінного апарата нової конструкції: [електронний ресурс] // Енергетика і автоматика. 2015. Режим доступу до ресурсу: http://journals.nubip.edu.ua/index.php/Energiya/article/viewFile/5247/5160.
8. Горобець В. Г., Богдан Ю. О., Троханяк В. І.. Теплообмінне обладнання для когенераційних установок – К.: «ЦП «Компринт», 2017. 203 с.
9. Троханяк В. І. Побудова сітки ANSYS Meshing для CFD моделей методом кінцевих елементів // Науковий вісник Національного університету біоресурсів і природокористування України. Серія «Техніка та енергетика АПК». 2015. Вип. 209, Ч. 2. С. 244–249.
10. Троханяк В. І., Богдан Ю. О. Застосування методу кінцевих елементів при побудові сітки в Ansys Meshing для CFD моделей // Вісник Приазовського державного технічного університету. Серія «Технічні науки» 2015. Вип. 30, Т. 2. С. 181–189.
11. Кружилин Г. Н., Шваб В. А. Исследование поля на поверхности круглого цилиндра, омываемого поперечным потоком воздуха, в интервале значений критерия Рейнольдса 21• 103. // Журнал технической физики, 1935. Т. 5, № 4. С. 707-710.
12. Михайлов Г. А. Конвективный теплообмен в пучках труб // Советское котлотурбостроение, 1939. № 12. С. 434-437.
13. Антуфьев В. М., Белецкий Г. С. Теплоотдача и аэродинамическое сопротивление трубчатых поверхностей в поперечном потоке. М.: Машиздат, 1948. 123 с.
14. Кирпичев М. В., Михеев М.А. Моделирование тепловых устройств. М. ‒ Л.: Изд-во. АН СССР, 1936. 320 с.
15. Haley D.C. Evaporative cooling, now-anywhere //ASHRAE Trans. Symp. Pap. Calif., 19-22 jan. 1986. V. 92. Pt. IB. P. 901-909.
16. Пошкас П.С., Сурвила. В.Ю., А.А. Жукаускас. Местная теплоотдача трубы в поперечно обтекаемых потоком воздуха сжатых шахматных пучках при больших Re // Труды Академии наук Литовской ССР. ‒ Ссерия Б. 1977. Т.4 (101). С. 73-79.
17. Жукаускас А., Макарявичюс В., Шланчяускас А. Теплоотдача пучков труб в поперечном потоке жидкости. Вильнюс: Минтис, 1968. 192 с.
18. Жукаускас А., Улинскас Р. Теплоотдача пучков труб в поперечном потоке жидкости. Вильнюс: Мокслас, 1986. 204 с.
19. Троханяк В. І., Антипов Є. О., Богдан Ю. О. Розробка та чисельне моделювання теплообмінного обладнання нової конструкції для систем підтримання мікроклімату у пташниках // Науковий журнал ХНТУСГ імені Петра Василенка «Інженерія природокористування». 2018. №1(9). С. 48–56.
20. Троханяк В. І., Горобець В. Г. Математичне моделювання теплообмінного апарата з шаховим та компактним розташуванням труб в трубному пучку // Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. 2015. Вип. 15, Т. 4. С. 142–149.
References (International): 1. Zukuskas A.А. Convective transfer in heat exchangers. Moscow: Nauka. 1982, 472 P.
2. Gorobets V.G. Thermohydraulic efficiency of surfaces with heat exchange and sharpening intensifiers. In Scientific Bulletin of National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine. “Technologies and Power Engineering”, 2010, vol. 148, pp. 46–56.
3. Khalatov A.A., Onishchenko V.N., Borisov I.I. Analogy of the transfer of heat and momentum in channels with surfaces of vortex generators. Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine. - К .: 2007, vol. 6, pp. 70–75.
4. Gorobets V.G., Trokhanyak V.I. Modeling of transfer processes and thermal-hydraulic efficiency of a shell heat exchanger with a compact arrangement of pipe beams. In Scientific Bulletin of National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine. “Technologies and Power Engineering”, 2014, vol. 194, no. 2, pp. 147–155.
5. Trokhaniak V.I., Bohdan Yu.O. Evaluating of thermal-hydraulic efficiency shell-and-tube heat exchanger with the compact arrangement of the tube bundles on the basis of the computer numerical sumulation of process of heat and mass transfer. APRIORI Series "Natural and technical sciences." 2015, vol. 6. Resource Access Mode: http://apriori-journal.ru/seria2/6-2015/Trohanyak-Bogdan2.pdf.
6. Trokhaniak V.I. Definition of coefficient of heat transfer numerical simulation tube bundle. Proceedings of the Tavria State Agrotechnological University. 2015, vol. 15, no. 2, pp. 332–337.
7. Gorobets V.G., Trokhaniak V.I., Bohdan Yu.O. Experimental study heat exchanger new design. Power engineering and automation. 2015. Resource Access Mode: http://journals.nubip.edu.ua/index.php/Energiya/article/viewFile/5247/5160.
8. Gorobets V.G., Bohdan Yu.O, Trokhaniak V.I.. Heat-exchange equipment for cogeneration plants. Кyiv: «PC «Коmprint», 2018, 198 p.
9. Trokhaniak V.I. Construction mesh in ANSYS MESHING models for CFD finite elements method. In Scientific Bulletin of National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine. “Technologies and Power Engineering”, 2015, vol. 209, no. 2, pp. 244–249.
10. Trokhanyak V.I., Bogdan Yu.О. The finite element method in making up meshes in ANSYS Meshing for CFD models. In: Bulletin of Pryazovslyi State Technical University. 2015,.vol. 30, no. 2, pp. 181–189.
11. Kruzhilin G.N., Schwab V.A. Field study on the surface of a circular cylinder washed by a transverse air flow in the range of values of the Reynolds criterion. 21• 103. Journal of Technical Physics. 1935, vol. 5, no. 4, pp. 701-710.
12. Mikhailov G.A. Convective heat transfer in bundles of pipes // Soviet Kotloturbostroenie. 1939, vol. 2, pp. 434–437.
13. Antufiev V.M., Beletsky G.S. Heat transfer and aerodynamic resistance of tubular surfaces in the transverse flow. M .: Mashiizdat. 1948. 123 P.
14. Kirpichev M.V., Mikheev M.A. Simulation of thermal devices. M. - L .: Publishing House. USSR Academy of Sciences. 1936. 320 P.
15. Haley D.C. Evaporative cooling, now-anywhere //ASHRAE Trans. Symp. Pap. Calif., 19-22 jan. 1986, vol. 92. pp. 901-909.
16. Poskas P.S., Survila V.Yu., Zukauskas A.A. Local heat transfer of a tube in a compact staggered banc of tubes in cross-flow of air at high Re. Works of the Academy of Sciences of the Lithuanian SSR. - Series B. 1977, vol. 4, no. 101, pp. 73–79.
17. Zukauskas A., Makarevicius V., Slanciauskas A. Heat transfer in banc of tubes in cross-flow of fluid. Vilnius. Mintis. 1968. 192 P.
18. Zukauskas A., Ulinskas R. Heat transfer in banc of tubes in cross-flow. Vilnius. Mokslas. 1986. 204 P.
19. Trokhaniak V.I., Antipov I.O., Bohdan Yu.O. Development and numerical simulation of new design heat exchange equipment for microclimate maintenance systems in poultry houses. Scientific journal Kharkiv Petro Vasylenko National Technical University of Agriculture «Engineering of nature management». 2018, vol. 1, no. 9, pp. 48–56.
20. Trokhanyak V.I., Gorobets V.G. Mathematical modeling of heat-exchange apparatus with staggered and compact arrangement of tubes in the tube bundle. Proceedings of the Tavria State Agrotechnological University. 2015, vol. 15, no. 4, pp. 142–149.
Content type: Article
Ymddengys yng Nghasgliadau:Наукові публікації працівників кафедри автомобілів

Ffeiliau yn yr Eitem Hon:
Ffeil Disgrifiad MaintFformat 
151-158.pdfТроханяк В. І. CFD моделювання компактного пучка труб та виведення критеріального рівняння числа Nu // Machinery & Energetics. Journal of Rural Production Research. 2019. Вип. 10, № 1. С. 151–158.1,24 MBAdobe PDFGweld/Agor
151-158__COVER.png599,77 kBimage/pngGweld/Agor


Diogelir eitemau yn DSpace gan hawlfraint, a chedwir pob hawl, onibai y nodir fel arall.

Offer Gweinyddol