Simulering och parameteroptimering av värmeväxlare
2023 (Swedish)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE credits
Student thesis
Abstract [sv]
Detta arbete har målet att med hjälp av flödessimuleringar analysera och optimera utformningen av gränsytor mellan fluid och material i en värmeväxlare, för att öka värmeöverföring mellan två fluider. Konceptuell, grundläggande design för värmeväxlaren finns tillgänglig där denna önskas optimeras för att visa stor temperatursänkning hos den kylda fluiden, samt behålla rimligt tryckfall. Då tidigare simuleringar och utformning inte ansetts visat optimal prestanda ges därför utrymme för att utföra denna studie.
Med grund i numerisk lösning av Navier-Stokes ekvationer skapas beräkningsmodeller, med finita volym metoden i mjukvaran FLOEFD Standalone (2205) från Siemens EDA. Gränsytorna simuleras i separata modeller och kan med parameterstyrning av dimensioner hos flänsar och kanaler vid gränsytorna omkonstrueras effektivt. Detta möjliggör att en försöksplanering utför experiment med modellerna för att kartlägga utformningens påverkan på prestandan.
Modellernas upplösning av mesh undersöks även för att klargöra dess påverkan av resultaten. Detta resulterade i att en lägre upplösning applicerats där beräkningstiden behålls låg till rimlig bekostnad av resultatens kvalitet. Fortsättningsvis utfördes en serie av experiment för båda gränsytor och detta resulterade i tydliga samband mellan utformning och prestanda. Detta möjliggör sammansättning av en optimerad värmeväxlare där total prestanda undersökts och jämförts med tidigare utförd analys. Där optimeringen givit en ökning av värmeväxlarens prestanda med avseende på temperaturskillnad och tryckfall.
Place, publisher, year, edition, pages
2023. , p. 46
Keywords [en]
heat exchanger, simulation, computational fluid dynamics
Keywords [sv]
parameteroptimering, värmeväxlare, simulering, flödesdynamik
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:ltu:diva-97960OAI: oai:DiVA.org:ltu-97960DiVA, id: diva2:1763581
Educational program
Mechanical Engineering, master's level
Supervisors
Examiners
2023-06-072023-06-072023-06-07Bibliographically approved