Open circuit heat exchanger dynamics during flow reduction transient in their secondary loops

Author

Ezzat, Akram W.

Source

Journal of Engineering

Issue

Vol. 17, Issue 6 (31 Dec. 2011), pp.1502-1516, 15 p.

Publisher

University of Baghdad College of Engineering

Publication Date

2011-12-31

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

15

Main Subjects

Physics

Topics

Abstract AR

تم أجراء تحليل عملي و نظري لمحاكاة ديناميكية المبادل الحراري من نوع الجريان المتقاطع أثناء الحالات غير المستقرة لنقصان جريان المبرد في دوراتها الثانوية.

حيث تم إعداد موديل رياضي مبني على الفروقات المحددة لتغطية ميكانيكية عملية للتبادل الحراري ما بين الماء الحار في الدورة الأساسية و الماء البارد في الدورة الثانوية.

أخذ الموديل بنظر الاعتبار تأثير زيادة تسخين الماء في الدورة الثانوية بسبب النقصان التدرجي لجريانه على الخصائص الفيزياوية و الحرارية ذات العلاقة بالحدود المستخدمة في احتساب معاملات التبادل الحراري على جانبي أنابيب المبادل الحراري.

تم أعداد برنامج حسابي على الحاسوب الذي يغطي جميع العوامل المؤثرة لمثل هكذا نوع من ميكانيكية الحالات غير المستقرة.

تم بحث تأثير كثافة الطاقة في الدورة الأساسية و النسبة المئوية لنقصان معدل جريان المبرد في الدورة الثانوية على زيادة معدل درجة حرارة الماء في الدورة الأساسية.

تم كذلك حساب الزمن المستغرق لوصول معدل درجة حرارة الماء في الدورة الأساسية إلى قيم مستقرة.

هذه الحسابات تم تدعيمها بقياسات عملية تم إجرائها على جهاز مختبري لمبادل حراري من نوع الجريان المتقاطع.

تم إجراء مقارنة بين الحسابات العملية و النظرية لكثافة طاقة معينة لنسب انخفاض في معدلات جريان مختلفة و كانت نتائج المقارنة مقبولة.

هذا التطابق النسبي كان ضروريا لاعتماد الموديل و البرنامج الرياضي في احتساب النتائج لقيم كثافات طاقة أعلى من حدود تحمل الجهاز.

النتائج برهنت أن زيادة معدل درجة حرارة الماء في الدورة الأساسية تأخذ ميلا حادا عند وصول قيم النسب المئوية لانخفاض معدل الجريان إلى 25 % من قيمها الطبيعية.

Abstract EN

An experimental and theoretical analysis was conducted for simulation of open circuit cross flow heat exchanger dynamics during flow reduction transient in their secondary loops.

Finite difference mathematical model was prepared to cover the heat transfer mechanism between the hot water in the primary circuit and the cold water in the secondary circuit during transient course.

This model takes under consideration the effect of water heat up in the secondary circuit due to step reduction of its flow on the physical and thermal properties linked to the parameters that are used for calculation of heat transfer coefficients on both sides of their tubes.

Computer program was prepared for calculation purposes which cover all the variables that affect such type of transient mechanisms.

The effect of the power density in the primary circuit and the water flow reduction percentage on the average temperature build up of the water in the primary circuit was investigated.

The elapsed time required for the primary circuit average temperature to reach a steady state value was also calculated.

These calculations were supported with experimental measurements conducted on a standard cross flow heat exchanger apparatus.

The experimental results were compared with the theoretical results for certain power density value at different flow reduction percentages which show a reliable agreement.

This relative agreement was necessary to consider the mathematical model with certain assurance for calculating transient parameters for higher power densities that are out of apparatus ranges.

The results proved that water average temperature build up in the primary circuit has sharp tendency when the percentage of flow reduction in the secondary circuit reach 25 % of its nominal values.

American Psychological Association (APA)

Ezzat, Akram W.. 2011. Open circuit heat exchanger dynamics during flow reduction transient in their secondary loops. Journal of Engineering،Vol. 17, no. 6, pp.1502-1516.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-287317

Modern Language Association (MLA)

Ezzat, Akram W.. Open circuit heat exchanger dynamics during flow reduction transient in their secondary loops. Journal of Engineering Vol. 17, no. 6 (Dec. 2011), pp.1502-1516.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-287317

American Medical Association (AMA)

Ezzat, Akram W.. Open circuit heat exchanger dynamics during flow reduction transient in their secondary loops. Journal of Engineering. 2011. Vol. 17, no. 6, pp.1502-1516.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-287317

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes appendices : p. 1511-1516

Record ID

BIM-287317