Influence of eccentricity on heat transfer in borehole counterflow heat exchanger of tube-in-tube type

Heat exchangers of tube-in-tube type are widely used in the vertical borehole heat exchangers and other technical equipments. In practice, because of the design features of the channels or assembly inaccuracies appear eccentricity. In the cross-section integral value of the heat flux through the inn...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Видавець:	Інститут енергетичних машин і систем ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України
Дата:	2016
Автори:	Бучко, А. В., Костиков, А. О.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут енергетичних машин і систем ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України 2016
Теми:	borehole heat exchanger counterflow heat exchanger eccentricity geothermal power engineering скважинный теплообменник противоточный теплообменник эксцентриситет геотермальная энергетика УДК 536.24 свердловинний теплообмінник протиструминний теплообмінник ексцентриситет геотермальна енергетика
Онлайн доступ:	https://journals.uran.ua/jme/article/view/65235
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!

Репозиторії

Energy Technologies & Resource Saving

id	oai:ojs.journals.uran.ua:article-65235
record_format	ojs
institution	Energy Technologies & Resource Saving
collection	OJS
language	Russian
topic	borehole heat exchanger counterflow heat exchanger eccentricity geothermal power engineering скважинный теплообменник противоточный теплообменник эксцентриситет геотермальная энергетика УДК 536.24 свердловинний теплообмінник протиструминний теплообмінник ексцентриситет геотермальна енергетика
spellingShingle	borehole heat exchanger counterflow heat exchanger eccentricity geothermal power engineering скважинный теплообменник противоточный теплообменник эксцентриситет геотермальная энергетика УДК 536.24 свердловинний теплообмінник протиструминний теплообмінник ексцентриситет геотермальна енергетика Бучко, А. В. Костиков, А. О. Influence of eccentricity on heat transfer in borehole counterflow heat exchanger of tube-in-tube type
topic_facet	borehole heat exchanger counterflow heat exchanger eccentricity geothermal power engineering скважинный теплообменник противоточный теплообменник эксцентриситет геотермальная энергетика УДК 536.24 свердловинний теплообмінник протиструминний теплообмінник ексцентриситет геотермальна енергетика
format	Article
author	Бучко, А. В. Костиков, А. О.
author_facet	Бучко, А. В. Костиков, А. О.
author_sort	Бучко, А. В.
title	Influence of eccentricity on heat transfer in borehole counterflow heat exchanger of tube-in-tube type
title_short	Influence of eccentricity on heat transfer in borehole counterflow heat exchanger of tube-in-tube type
title_full	Influence of eccentricity on heat transfer in borehole counterflow heat exchanger of tube-in-tube type
title_fullStr	Influence of eccentricity on heat transfer in borehole counterflow heat exchanger of tube-in-tube type
title_full_unstemmed	Influence of eccentricity on heat transfer in borehole counterflow heat exchanger of tube-in-tube type
title_sort	influence of eccentricity on heat transfer in borehole counterflow heat exchanger of tube-in-tube type
title_alt	Влияние эксцентриситета на теплопередачу в скважинном противоточном теплообменном аппарате типа «труба в трубе»
description	Heat exchangers of tube-in-tube type are widely used in the vertical borehole heat exchangers and other technical equipments. In practice, because of the design features of the channels or assembly inaccuracies appear eccentricity. In the cross-section integral value of the heat flux through the inner tube becomes different from the similar value in the case of concentric tubes. In this paper, investigated the influence of eccentricity on the magnitude of the heat flux through the inner tube of counterflow heat exchanger of "tube in tube" type. This problem is considered as an example of vertical borehole heat exchanger. Mathematical model of thermal processes, is based on a system of equations which includes the equations of thermal conduction, the continuity equation, the energy equation, Reynolds-averaged Navier–Stokes equation. The standard k-ε turbulence model was used to close the system of equations. The calculations were performed for different variants of displacement of the inner tube and the coolant rate. As a result, a series of computing experiments obtained functional dependence of the heat flux from the value of displacement. In case of ignoring the eccentricity during the thermal calculation the inaccuracy can be up to 12%. The received results can be used for thermal calculations in annular channels with eccentric of borehole heat exchangers and other technical devices.
publisher	Інститут енергетичних машин і систем ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України
publishDate	2016
url	https://journals.uran.ua/jme/article/view/65235
work_keys_str_mv	AT bučkoav influenceofeccentricityonheattransferinboreholecounterflowheatexchangeroftubeintubetype AT kostikovao influenceofeccentricityonheattransferinboreholecounterflowheatexchangeroftubeintubetype AT bučkoav vliânieékscentrisitetanateploperedačuvskvažinnomprotivotočnomteploobmennomapparatetipatrubavtrube AT kostikovao vliânieékscentrisitetanateploperedačuvskvažinnomprotivotočnomteploobmennomapparatetipatrubavtrube
first_indexed	2024-09-01T17:36:08Z
last_indexed	2024-09-01T17:36:08Z
_version_	1809016075112677376
spelling	oai:ojs.journals.uran.ua:article-652352016-05-04T11:21:33Z Influence of eccentricity on heat transfer in borehole counterflow heat exchanger of tube-in-tube type Влияние эксцентриситета на теплопередачу в скважинном противоточном теплообменном аппарате типа «труба в трубе» Бучко, А. В. Костиков, А. О. borehole heat exchanger counterflow heat exchanger eccentricity geothermal power engineering скважинный теплообменник противоточный теплообменник эксцентриситет геотермальная энергетика УДК 536.24 свердловинний теплообмінник протиструминний теплообмінник ексцентриситет геотермальна енергетика Heat exchangers of tube-in-tube type are widely used in the vertical borehole heat exchangers and other technical equipments. In practice, because of the design features of the channels or assembly inaccuracies appear eccentricity. In the cross-section integral value of the heat flux through the inner tube becomes different from the similar value in the case of concentric tubes. In this paper, investigated the influence of eccentricity on the magnitude of the heat flux through the inner tube of counterflow heat exchanger of "tube in tube" type. This problem is considered as an example of vertical borehole heat exchanger. Mathematical model of thermal processes, is based on a system of equations which includes the equations of thermal conduction, the continuity equation, the energy equation, Reynolds-averaged Navier–Stokes equation. The standard k-ε turbulence model was used to close the system of equations. The calculations were performed for different variants of displacement of the inner tube and the coolant rate. As a result, a series of computing experiments obtained functional dependence of the heat flux from the value of displacement. In case of ignoring the eccentricity during the thermal calculation the inaccuracy can be up to 12%. The received results can be used for thermal calculations in annular channels with eccentric of borehole heat exchangers and other technical devices. Теплообменные аппараты типа "труба в трубе" широко используются в вертикальных скважинных теплообменниках и другом техническом оборудовании. На практике из-за конструктивных особенностей каналов либо неточности сборки появляется эксцентриситет. При этом в поперечном сечении интегральная величина теплового потока через внутреннюю трубу становится отличной от аналогичной величины в случае соосных труб. В данной работе исследуется влияние эксцентриситета на величину теплового потока через внутреннюю трубу противоточного теплообменного аппарата типа «труба в трубе». Данная задача рассмотрена на примере вертикального скважинного теплообменного аппарата. Математическая модель теплофизических процессов, построена на базе системы уравнений, которая включает в себя уравнения: теплопроводности, неразрывности, энергии, движения вязкой жидкости Навье–Стокса, осредненное по Рейнольдсу. Для замыкания системы уравнений использовалась стандартная k–ε-модель турбулентности. Расчеты были проведены для различных вариантов смещения внутренней трубы и расхода теплоносителя. В результате серий вычислительных экспериментов получена функциональная зависимость теплового потока от величины смещения. В случае игнорирования эксцентриситета при проведении теплового расчета погрешность может составить до 12%. Полученные результаты могут быть использованы для проведения тепловых расчетов в кольцевых каналах с эксцентриситетом скважинных теплообменников и в других технических устройствах. Подано результати досліджень впливу ексцентриситету на тепловий потік через внутрішню трубу теплообмінного апарата типу «труба в трубі», який використовується в вертикальних свердловинних теплообмінниках. Наведено функціональну залежність теплового потоку від коефіцієнта зміщення. Показано, що збільшення ексцентриситету приводить до зниження теплопередачі через стінку протиструминного теплообмінника. Інститут енергетичних машин і систем ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України 2016-03-30 Article Article application/pdf https://journals.uran.ua/jme/article/view/65235 Journal of Mechanical Engineering; Vol. 19 No. 1 (2016); 9-12 Проблемы машиностроения; Том 19 № 1 (2016); 9-12 Проблеми машинобудування; Том 19 № 1 (2016); 9-12 2709-2992 2709-2984 ru https://journals.uran.ua/jme/article/view/65235/60493 Copyright (c) 2016 А. В. Бучко, А. О. Костиков https://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0

Influence of eccentricity on heat transfer in borehole counterflow heat exchanger of tube-in-tube type

Репозиторії

Схожі ресурси