|
Thesis
/ | ROMDOC-THESIS-2017-1318 |
Studiu de optimizare a proceselor şi aparatelor de transfer de căldură pe baza cuplajului dintre termodinamica proceselor ireversibile şi analiza exergoeconomică
Gheorghian, Adina-Teodora
2013-12-13
Abstract: Teza de doctorat cu titlul Studiu de optimizare a proceselor și aparatelor de transfer de căldură pe baza cuplajului dintre termodinamica proceselor ireversibile și analiza exergoeconomică analizeză procesele de transfer de căldură care au loc în aparatele de transfer termic din punctul de vedere al Principiului al II-lea al Termodinamicii. În partea introductivă a tezei se realizează o cercetare bibliografică a subiectului menționându-se la bibliografie atât titluri fundamentale din domeniu cât și cercetări de ultimă oră. În primul capitol se prezintă ecuația generalizată a procesului de transport și generare de entropie ale cărei forme particulare, adaptate la situațiile concrete studiate, vor fi utilizate în capitolele următoare. În capitolul 2 se prezintă un exemplu de optimizare a unui schimbător de căldură pe baza criteriului minimizării generării de entropie. În capitolul 3 se prezintă o metodă de comparație a suprafețelor de transfer de căldură din punctul de vedere al vitezei de generare a entropiei. Pentru exemplificare, autoarea consideră un număr de 44 de tipuri de suprafețe de transfer de căldură utilizate pentru schimbătoarele de căldură cu plăci. Pe baza datelor numerice din literatură, s-au dedus ecuații criteriale pentru transferul de căldură și factorul de frecare. Ulterior, pe baza a doi algoritmi de dimensionare și verificare a unui schimbător de căldură cu plăci în curent încrucișat, autoarea tezei a propus o metodă proprie de clasificare a suprafețelor de transfer de căldură. Metoda a fost validată prin comparația rezultatelor cu cele generate de metoda clasică propusă de Bejan. Această metodă descrisă de autoare reprezintă cea mai importantă contribuție originală a tezei de doctorat. În capitolul 4, pe baza principiului distrugerii globale de exergie, se realizează analiza exergetică a schimbătoarelor de căldură cu tuburi în serpentină. Autoarea extinde analiza studiind influența parametrilor geometrici ai aparatului, inclusiv a numărului de tuburi, asupra distrugerii de exergie. Se trasează grafice complexe care redau în mod sugestiv interdependențele între diferite mărimi. În capitoul 5, pe baza analizei exergo economice, se prezintă posibilitățile de optimizare a sistemelor termice. În capitolul 6 analiza exergetică și exergoeconomică este aplicată unui schimbător de căldură recuperator utilizat în instalațiile de turbine cu gaze. În capitolul 7 s-a studiat experimental distrugerea de exergie într-un schimbător de căldură cu plăci. În cadrul stagiului de cercetare de care a beneficiat la DTU (Danemarca) autoarea a realizat o instalație experimentală constând într-un schimbător de căldură cu plăci și aparate de măsură pentru temperaturi, debit și presiune pe care a efectuat măsurători de temperaturi, debite și căderi de presiune. După procesarea datelor s-au trasat grafice redând variația distrugerii de exergie în funcție de diferiți parametri. The thesis Optimization of heat transfer processes and heat exchangers based on the coupling between irreversible thermodynamics and exergoeconomic analysis investigates the heat transfer process in heat exchangers from the viewpoint of Second Law of Thermodynamics. A thorough documentary research of the topic is carried out in the introductory part of the thesis. The author mentions both reference works and recent studies. The first chapter presents the theoretical grounds for entropy transport and generation equation. A detailed derivation of the general form of entropy transport and generation equation is presented. In Chapter 2 the author presents a case study concerning the optimization of a heat exchanger based on entropy generation minimization principle. A heat transfer surface comparison method is presentd in Chapter 3, based on entropy generation rate. The author applies the method to a plate-fin heat transfer surfaces set with heat transfer, flow friction and geometrical data presented in the literature. Heat transfer and flow friction correlations were developed using the tabulated data. The author then develops two algorithms for sizing and rating a cross-flow heat exchangers and based on the two algorithms a new method for evaluation of entropy generation rate for various heat transfer surfaces is proposed. The method is applied to the set of heat transfer surfaces considered previously and the results are compared to those generated by Bejan method. The author shows that the new method and Bejan method generate identical results. The new classification method propsed by the author is the most important contribution of the work. The exergy analysis of a coiled tube heat exchanger is presented in Chapter 4. The analysis is based on global exergy destruction principle. The analysis is extended including the influence of geometrical parameters. The results are presented in complex graphical forms. Exergoeconomic analysis principles and thermal systems optimization approaches are presented in Chapter 5. Exergy and exergoeconomic analysis applied to a recuperative heat exchanger used in gas turbine system is presented in Chapter 6. Experimental investigation of exergy destruction in a plate fin heat exchanger is presented in Chapter 7. The author was awarded a research grant at DTU (Denmark) where she set up a test rig consisting of a plate fin heat exchanger and measurement devices. Temperatures, flow rates and pressure drop accros the heat exchanger were measured under various conditions. The measured values were processed and the exergy destruction values were ploted against various parameters.
Keyword(s): Schimbătoare de căldură -- Analiză exergoeconomică -- Teză de doctorat ; Termocinetică -- Schimbătoare de căldură -- Teză de doctorat ; Exergoeconomie -- Teză de doctorat
OPAC: See record in BC-UPB Web OPAC
Full Text: see files
Record created 2017-05-29, last modified 2017-05-29
Similar records
| People who viewed this page also viewed: |
|
|
Be the first to review this document.
Start a discussion about any aspect of this document.
guest ::