Projekt w ramach współpracy Polska – Tajwan pt. “Badania płytowych wymienników ciepła do regazyfikacji cieczy kriogenicznych i modelowanie dwu fazowych przepływów w wymiennikach”, finansowany przez NCBR.
Czas realizacji projektu: od 01.05.2016 do 30.04.2019.
W ramach projektu prowadzono badania numeryczne oraz eksperymentalne dotyczące odzysku egzergii, oraz optymalizacji płytowych wymienników ciepła (PHE) do regazyfikacji cieczy kriogenicznych.
W ramach projektu przeprowadzono serię eksperymentów na National Central University (NCU) na Tajwanie pod kierownictwem prof. Chien-Yuh Yang. Jedno ze stanowisk eksperymentalnych widoczne jest na zdjęciu poniżej.
Jedno ze stanowisk eksperymentalnych na NCU, na którym było badane zjawisko nierównomiernego rozpływu w PHE dla przepływów dwufazowych. Model PHE wykonano z przezroczystego materiału oraz z zachowaniem warunków przepływowych oryginalnego PHE
Wyniki eksperymentalne potwierdziły istnienie niekorzystnego zjawiska nierównomiernej dystrybucji przepływu w PHE. W ramach prac na PWr stworzono wiarygodny i szybki model numeryczny przepływu w PHE. Pozwolił on przeprowadzić badania teoretyczno-numeryczne dla szerokiego zakresu parametrów oraz zaproponowanie rozwiązania minimalizującego nierównomierność rozpływu. Poniżej przedstawiono propozycję PWr modyfikacji płytowego wymiennika ciepła oraz przykładowe wyniki obliczeń.
Zaproponowane modyfikacje PHE, polegające na wstawieniu poziomych przegród do kolektora zasilającego, pozwalające zredukować nierównomierność przepływu w PHE – od góry do dołu 2str, 3str, 4str
Lewa: przykładowe wyniki porównawcze nierównomierności rozpływu w PHE składającego się z 60 płyt. Prawa: Wyniki zbiorcze dla różnych liczb Reynoldsa, większa wartość współczynnika oznacza bardziej równomierny rozkład przepływu, wartość 1 oznacza rozkład idealny). Więcej szczegółów oraz wyników w publikacji [4]
Wizualizacja numeryczna przepływu w PHE z jedną poziomą przegrodą rozdzielającą: 2str.
- Badania eksperymentalne oraz numeryczne pozwoliły na:
opracowanie i zgłoszenie patentu na terenie Tajwanu, USA oraz UE: „Wlotowy dystrybutor przepływu dla płytowych wymienników ciepła”, który w znaczy sposób redukuje nierównomierność rozpływu zwłaszcza w przypadku przepływów dwufazowych oraz podczas regazyfikacji, - oraz następujące publikacje:
Theoretical and numerical analysis of freezing risk during LNG evaporation process. Energies, 2019, vol. 12, nr 8, art. 1426, s. 1-19. [2] Paweł Płuszka, Arkadiusz Brenk, Ziemowit M. Malecha
Numerical study of flow maldistribution in plate heat exchangers used for evaporation process. Archives of Thermodynamics, 2019, vol. 40, nr 5, s. 57-82. [3] Paweł Dorosz, Paweł Wojcieszak, Ziemowit M. Malecha
Exergetic analysis, optimization and comparison of LNG cold exergy recovery systems for transportation. Entropy, 2018, vol. 20, nr 1, art. 59, s. 1-18. [4] Arkadiusz Brenk, Paweł Płuszka, Ziemowit M. Malecha
Numerical study of flow maldistribution in multi-plate heat exchangers based on robust 2D model. Energies, 2018, vol. 11, nr 11, art. 3121, s. 1-17.
W ramach projektu wygłoszono także kilka referatów konferencyjnych na renomowanych konferencjach zagranicznych oraz przeprowadzono wizyty robocze na PWr oraz NCU. Pozwoliło to także na wymianę doświadczeń w dziedzinie kultury. Rysunek 5 przedstawia najstarszego, około 2600 – 2800 lat, z wiekowych czerwonych cyprysów znajdujących się w Parku Narodowym Alishan na Tajwanie.
Najstarszy Czerwony Cyprys, wiek 2600 – 2800 lat, znajdujący się w Parku Narodowym Alishan na Tajwanie
