Estimation of Thermal and Hydraulic Characteristics of Compact Brazed Plate Heat Exchangers

Abstract: Popular Abstract in Swedish Lödda kompakta plattvärmeväxlare används i stor utsträckning i kyl – och värmepumpanläggningar samt luftkonditioneringsanläggningar. Såväl enfasvärmeutbyte, dvs värmeutbyte mellan två vätskor, som fasomvandling genom kondensation och förångning är viktiga tillämpningsområden. Apparaterna användes inom industri, hushåll, samhälleliga inrättningar mm. Prestandan för olika plattvärmeväxlare har traditionellt bestämts genom experimentella undersökningar av värmeöverföring och tryckfall i speciella testriggar eller laboratorier hos de tillverkande företagen. För att göra ingenjörsarbetet med produktutveckling, design samt test av innovativa idéer effektivt krävs datorbaserade beräkningsmetoder av olika slag. Vijayas avhandling handlar i huvudsak om detta och han har utvecklat beräkningsverktyg och beräkningsmetoder som är tillämpbara för dessa ändamål. Användningen av avancerade och moderna beräkningsmetoder (CFD) baserade på lösning av partiella differentialekvationer (vilka matematiskt beskriver värmeöverföringen och strömningen) utvärderas ingående genom studier av inverkan av ett flertal parametrar såsom turbulensmodeller, randvillkor och geometrisk upplösning mm. Rekommendationer fastläggs. En robust enklare metodik för prestandaberäkning har utvecklats för valet av lödd plattvärmeväxlare. Tryck-entalpi metoden utgör grunden. För att möjliggöra att den utvecklade metodiken kan integreras med andra simuleringsverktyg har speciella subrutiner utvecklats för beräkning av värmeövergångskoefficienter och köldmediers termiska egenskaper. Metoder har också utvecklats för utvärdering av experimentella mätningar för såväl enfas som fasomvandlingsprocesser. Noggrannhetsaspekter i olika metoder för uppskattning av termiska prestanda ventileras också.