Analysis of automotive thermal management heat exchangers

This work is focused on a specific application in the field of heat exchangers, and that is a vehicle radiator. Specifically, the project consists of the design and implementation of a code using the MATLAB environment to simulate the thermal behavior of a typical aluminum louvered fin automotive radiator. The methodology used to solve the equations is the ε-NTU and multi ε-NTU method. The working conditions and detailed geometry are defined, and it is explained the algorithm used to solve the problem, and also the specific correlations selected for the calculation of heat transfer and pressure loss, for this kind of heat exchangers. Beyond simulation part, it is also studied the State-of-the-Art of automotive radiators, to have an idea on the recent ideas, methods and ultimate technology applied in this field. In this part it can be seen some very different technologies implemented, which all of them are focused on improving the thermal performance of vehicle radiators. Taking into account the State-of-the-art part, it is implemented one of these novel technologies to the simulation developed in the project. In this case, it is the use of a nanofluid as a coolant in the radiator, with the aim of improving the thermal behavior. Specifically, the nanofluid used in the simulation is water + Al2O3 nanoparticles. The results obtained with the code developed show the heat transfer behavior of the radiator for certain mass flow rates conditions, and they are compared with other experimental results, demonstrating that the code works well enough, despite that the obtained results could be more accurate. The results for the implementation of nanofluid coolant in the simulation also show a clear improvement in the heat transfer rateThis Project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No 81497

Disseny i validació d’un banc d’assaig per la determinació i visualització de freqüències i modes propis acústics

Aquest treball final de grau parteix d’uns objectius que són la determinació experimental de les freqüències pròpies d’una canonada i la visualització dels modes propis del sistema, de cara a una possible pràctica de l’assignatura “Sistemes de Distribució de Canonades” corresponent al Q8 del Grau en Tecnologies Industrials que s’imparteix a l’Escola Tècnica Superior d’Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB). Primerament, s’explica el fenomen teòric en el que es basa el treball. Un sistema de canonades té les seves freqüències pròpies, les quals depenen de diferents variables. Quan un fluid que circula per l’interior del sistema és excitat a una freqüència pròpia del sistema, es produeix el fenomen de la ressonància acústica. És llavors quan la pressió pren valors molt alts, que podrien fins i tot afectar a la integritat del sistema. Després de la part teòrica s’explica la part experimental, la qual s’ha dut a terme en dos experiments. Per tal d’excitar una certa freqüència al fluid es fa servir un ventilador, per aquest motiu, en el primer experiment es vol veure les diferències que hi ha entre fer servir un ventilador axial en condicions normals i un ventilador axial al que se li ha forçat un desequilibri en un dels seus àleps. En el segon experiment, es busca excitar la primera freqüència pròpia del sistema per visualitzar el fenomen de la ressonància acústica. Per fer-ho, s’utilitzen dos tipus de ventilador, un axial i un centrífug, i s’experimenta ambdues longituds diferents de la canonada. A partir dels experiments realitzats, s’extreuen conclusions com ara quin tipus de ventilador és més útil per excitar freqüències al fluid, quin genera més pressió, o si s’ha aconseguit excitar de forma òptima el sistema a la seva freqüència pròpia, amb l’objectiu de veure el fenomen de la ressonància. Amb les conclusions obtingudes, es reflexiona sobre la possibilitat de la realització d’una pràctica per a la visualització dels modes propis del sistema, i a quines dificultats o problemes hauria de fer front. Aquest treball s’ha realitzat per l’ETSEIB de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), amb la col·laboració directa del departament de Mecànica de Fluids, que ha permès la utilització del material disponible per a realitzar els experiments, així com el seu laboratori