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.
![](https://cryo-space.pwr.edu.pl/wp-content/uploads/2020/05/Tajwan1-1024x576.jpg)
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.
![](https://cryo-space.pwr.edu.pl/wp-content/uploads/2020/05/Tajwan2.png)
Zaproponowane modyfikacje PHE, polegające na wstawieniu poziomych przegród do kolektora zasilającego, pozwalające zredukować nierównomierność przepływu w PHE – od góry do dołu 2str, 3str, 4str
![](https://cryo-space.pwr.edu.pl/wp-content/uploads/2020/05/Tajwan3-4.png)
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]
![](https://cryo-space.pwr.edu.pl/wp-content/uploads/2020/05/Tajwan5.png)
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.
![](https://cryo-space.pwr.edu.pl/wp-content/uploads/2020/05/Tajwan6-227x300.png)
Najstarszy Czerwony Cyprys, wiek 2600 – 2800 lat, znajdujący się w Parku Narodowym Alishan na Tajwanie