Heat Transfer Evaluation on Falling Film Tube Bundle

Skrápěné trubkové svazky, po kterých stéká tenký kapalný film, jsou využívány v různých technologických procesech, u kterých je potřeba rychle a efektivně oddělit parní fázi od kapalné. Proces probíhá převážně při nízkých teplotách při adekvátním snížení tlaku kolem trubkového svazku. Takovou technologií je například výparník u absorpčních jednotek nebo výparník pro odsolování mořské vody. Za ideálních podmínek dochází k varu vody na celé ploše výměníku, ale u praktických realizací je nutné uvažovat s tím, že v místech, kde dochází k úvodnímu kontaktu vody se stěnou výměníku, nebude docházet k varu na povrchu trubek, ale pouze k ohřevu skrápěné kapaliny. Touto problematikou se zabývá předložená dizertační práce. Hlavním cílem práce bylo stanovit součinitel přestupu tepla na povrchu skrápěných trubkových svazků různých geometrií při atmosférickém tlaku i podtlaku. Za tímto účelem byly provedeny experimenty na trubkových svazcích, které se skládaly z měděných trubek o průměru 12,0 mm horizontálně umístěných pod sebou a které byly vytápěny vodou. Byly testovány tři druhy povrchů trubek (hladké, pískované a rádlované) při čtyřech různých roztečích (15,0 až 30,0 mm po 5,0 mm). Zároveň byly jednotlivé geometrie svazku složeny ze 4, 6, 8, nebo 10 trubek se shodnou povrchovou úpravou. Na základě provedených experimentů byl zpřesněn matematický model přenosu tepla, který se skládá převážně z podobnostních kritérií. V průběhu prováděných experimentů bylo snímáno teplotní pole na povrchu skrápěného trubkového svazku termovizní kamerou a dle vytvořené metodiky byl hodnocen vlivy geometrie a úpravy povrchu svazku na režim proudění a ve výsledku i na přestup tepla.Sprinkled tube bundles with a thin liquid film flowing over them are used in various technology processes where it is necessary to separate the vapour and liquid phases quickly and efficiently. The process occurs predominantly at low temperatures with a corresponding decrease of pressure around the tube bundle. Such a technology is represented for instance by an evaporator at absorption units or an evaporator for sea water desalination. In ideal conditions water boils at the whole surface of an exchanger, but in practice it must be considered that in original spots of contact between water and the exchanger wall the water will not boil at the tubes' surface but the cooling liquid will merely be heated-up. The presented dissertation thesis focuses on this issue. The objective of the thesis was to determine the heat transfer coefficient at the surface of sprinkled tube bundles of various geometries at atmospheric pressure as well as low pressure. For this purpose experiments have been carried out at tube bundles consisting of copper tubes of 12,0 mm diameter placed horizontally one above another that were heated by water. Three types of tubes (smooth, sandblasted and grooved) of four various pitches (15,0 to 30,0 mm by 5,0 mm increments) have been tested. Simultaneously individual bundles' geometries consisted of 4, 6, 8 and 10 tubes with identical surface finish. Based on the conducted experiments the mathematical model of heat transfer that involves mainly analogy criteria has been made more accurate. A temperature field at the sprinkled tube bundle surface has been scanned by a thermographic camera during the performed experiments. Influence of geometry and tube surface finish on flow mode and consequently also on heat transfer has been assessed in accordance with the compiled methodology.

Solar heating tap water

Bakalářská práce se zabývá ohřevem teplé užitkové vody pomocí solární energie prostřednictvím solárních kolektorů. Autor popisuje na počátku nejvyužívanější metody ohřevu užitkové vody v českých domácnostech a to pomocí elektrické energie, fosilních paliv, zemního plynu a centrálně dodávaným teplem a to včetně vstupních nákladů na pořízení technického zařízení. Autor dále popisuje solární systém a jeho základní prvky a navrhuje dvě varianty s dohřevem pomocí elektrické energie, které porovnává s elektrickým ohřevem teplé užitkové vody. Celková práce je koncipována jako přehled o možnostech ohřevu teplé užitkové vody v domácnostech s ekonomickou bilancí na konci díla.This bachelor thesis deals with the heating of hot service water by means of solar energy through solar collectors. At the beginning the author describes the most frequent methods for heating of service water in Czech houses with the help of electrical energy, fossil fuel, gas and central heat supply, including the input expenses for buying equipment. The author describes a solar system and his basic elements and suggests two variants with supplement heating by means of electrical energy, which compares with electrical heating of service water. The overall thesis is conceived as a review of possibilities of heating hot service water in households with economical budget at the end of the work.

EFFECT OF TUBE PITCH ON HEAR TRANSFER IN SPRINKLED TUBE BUNDLE

Water flowing on a sprinkled tube bundle forms three basic modes: the Droplet mode (the liquid drips from one tube to another), the Jet mode (with an increasing flow rate, the droplets merge into a column) and the Membrane (Sheet) mode (with a further increase in the flow rate of the falling film liquid, the columns merge and create sheets between the tubes. With a sufficient flow rate, the sheets merge at this stage, and the tube bundle is completely covered by a thin liquid film). There are several factors influencing both the individual modes and the heat transfer. Beside the above-mentioned falling film liquid flow rate, these are for instance the tube diameters, the tube pitches in the tube bundle, or the physical conditions of the falling film liquid. This paper presents a summary of data measured at atmospheric pressure, with a tube bundle consisting of copper tubes of 12 millimetres in diameter, and with a studied tube length of one meter. The tubes are situated horizontally one above another at a pitch of 15 to 30 mm, and there is a distribution tube placed above them with water flowing through apertures of 1.0mm in diameter at a 9.2mm span. Two thermal conditions have been tested with all pitches: 15 °C to 40 °C and 15 °C to 45 °C. The temperature of the falling film liquid, which was heated during the flow through the exchanger, was 15 °C at the distribution tube input. The temperature of the heating liquid at the exchanger input, which had a constant flow rate of approx. 7.2. litres per minute, was 40 °C, or alternatively 45 °C

Planar blade sharpening machine

Hlavním cílem této bakalářské práce je zkonstruovat brusku hoblovacích nožů. Omezujícím parametrem je maximální délka hoblovacího nože 350 mm. Nejprve je nutné popsat metodu hoblování dřeva a používané hoblovací nože. V další kapitole bude provedena rešerše brusek hoblovacích nožů dostupných na trhu. V konstrukční části této práce budou navrženy tři koncepční varianty a zvolena ta nejvýhodnější. Poté budou vybrány potřebné komponenty a navržena samotná bruska hoblovacích nožů. Dále budou provedeny nezbytné výpočty a vytvořena výkresová dokumentace vybraných součástí.The aim of this bachelor thesis is to construct a planar blade sharpening machine. Limitation of the design is maximal length of planar blade, 350 mm. First it is necessary to describe method of wood planing and used planers machines. Subsequent chapter contains market guide to planar blade sharpening machines now available. In construction part of this thesis will be proposed three conceptual designs and the most applicable chosen. Then will be selected required components, the machine itself designed and also necessary calculations carried out. Drawing documentation of selected components will be attached.

Condensing Steam Turbine

Diplomová práce na téma Kondenzační parní turbína se zabývá bilančním výpočtem tepelného schématu s kondenzační parní turbínou K55 a jejím návrhem. Tato turbína, s pěti neregulovanými odběry a přetlakovým typem lopatkování, je počítána metodou (c_a/u) na středním průměru lopatek. Regulační stupeň je volen s rovnotlakým typem lopatkování a patní průřez rotorových lopatek je pevnostně kontrolován. V závěru práce je odvozena spotřební charakteristika turbíny od nulového výkonu po jmenovitý. Nedílnou součástí diplomové práce je rovněž koncepční návrh podélného řezu turbínou.Diploma thesis named Condensing steam turbine deals with heat scheme balancing computation of condensing steam turbine K55 and her design. This turbine with 5 unregulated take-offs and overpressure blading type, is computed with (c_a/u) method in the middle of blading diameter. Regulation degree is chosen with impulse blading and feet cross section is checked on durability. At the end of the thesis turbine consumption characteristic is derived from the zero output up to the nominal output. Integrated part of this thesis is conceptional design of longitudal turbine section.

LONG-TERM LIQUID TRANSFER MEASUREMENTS OF FALLING FILM HEAT AT HORIZONTAL TUBE BUNDLE

This paper presents the current research on heat transfer at a sprinkled tube bundle consisting of smooth tubes and located in a chamber inside of which a low pressure is created by an exhauster. It also monitors the changes of the heat transfer coefficient in relation to the speed of sprinkled and sprinkling liquid flow, thermal gradient and low pressure inside the chamber. This articles shows and compares extensive measurements in condensation and evaporation modes

Heat Exchangers for Condensation and Evaporation Applications Operating in a Low Pressure Atmosphere

This paper presents a state-of-the-art study of a heat transfer process in liquid spraying heat exchangers placed in a vacuum chamber. The experimental case studied here describes the behavior of a falling film evaporation and condensation mode on horizontal tube bundles. The study aims to obtain the heat transfer coefficient and its correlations by means of a mathematical model

Aerodynamické ucpání v nadzvukovém ejektoru

Práce se zabývá studiem proudění stlačitelné tekutiny v nadzvukových ejektorech s osově nastavitelnou hnací tryskou. V úvodní části je představeno téma práce a jsou uvedeny cíle výzkumu. Dále je zaměřena pozornost na teorii týkající se stlačitelného proudění a aerodynamického ucpání. Následuje teorie nadzvukových ejektorů a jejich návrhových metod. Jsou představeny dvě analytické metody používané pro návrh nadzvukových ejektorů, přičemž každá z metod vychází z jiných předpokladů. Další části se zabývají metodami numerického a experimentálního výzkumu. V práci je vyšetřován vliv provozních podmínek a osové vzdálenosti hnací trysky od směšovací komory na proudění v nadzvukovém ejektoru. Je blíže popsána struktura proudění uvnitř ejektoru a proveden rozbor z hlediska aerodynamického ucpání hnaného proudu. Jsou formulovány závěry a uvedeny přínosy práce včetně doporučení pro další výzkum problematiky.This work deals with the investigation of the compressible flow in supersonic ejectors with a movable motive nozzle. First, the thesis topic is introduced and the research objectives are set. Second, attention is paid to the theory of the compressible fluid flow and aerodynamic choking. The next part is devoted to the theory of supersonic ejectors and their design methods. Two analytical methods are introduced, each of them utilizing different assumptions. Following parts discuss the methods of numerical and experimental research conducted. Furthermore, a thorough analysis of the flow inside the ejector for a set of working and geometrical parameters is also carried out. Special attention is paid to the aerodynamic choking of the secondary flow. Finally, the results obtained are evaluated and recommendations for further research are stated

Mathematical Model of Hardness Distribution inside Backing Roll

Cílem této práce je získat detailní znalosti o rozložení tvrdosti v prvních 60 mm pod povrchem opěrného válce. Za tímto účelem je vyvinuta metoda pro získání vícerozměrné polynomické regrese a následně napsán počítačový program pro její zpracování.The aim of this work is to get the best detailed knowledge about hardness distribution in first 60 mm below the surface of backing roll. To this end, a method for obtaining multi-dimensional polynomial regression was developed and then a computer program for its processing was written.Way of finding suitable regression surfaces and their subsequent interpretation, is a pivotal part of this work.