Modeling of plate heat exchanger with dimple type turbulator using CFD tools

This work deals with a computational fluid dynamics (CFD) simulation of the heat transfer process during oil-water flow between two plates in a micro plate heat exchanger. A three-dimensional model with the simplified geometry of two channels, considering the inlet and outlet ports, has been designed for the numerical study. The numerical model was based on the shear-stress transport (SST) k-ω and laminar models. The basic characteristics of the heat exchanger, as values of heat transfer coefficient and pressure drop, have been investigated. A comparative analysis of analytical calculation results, based on experimental data obtained and of the results obtained by numerical simulation, has been carried out. The coefficients and the exponents in the design equations for the considered plates have been arranged by using simulation results. The influence on the main flow parameters of the corrugation inclination angle relative to the flow direction has been considered. An analysis of the temperature distribution across the plates has been carried out, and it has shown the presence of zones with higher heat losses and low fluid flow intensity. Further, optimization techniques have been applied to enhance the heat transfer properties.

Questo lavoro si occupa di una simulazione fluidodinamica computazionale (CFD) del processo di trasferimento di calore durante il flusso di olio-acqua tra due piastre in un calore di micropiastra scambiatore. Un modello tridimensionale con la geometria semplificata di due i canali, considerando le porte di ingresso e uscita, sono stati progettati per i numeri studia. Il modello numerico era basato sul trasporto a sollecitazione di taglio (SST) k-ω e modelli laminari. Le caratteristiche di base dello scambiatore di calore, come valori di calore coefficiente di trasferimento e caduta di pressione, sono stati studiati. Un comparativo è stata effettuata l'analisi dei risultati del calcolo analitico, sulla base dei dati sperimentali ottenuti e dei risultati ottenuti mediante simulazione numerica. I coefficienti e gli esponenti nelle equazioni di progettazione per le piastre considerate sono state organizzato utilizzando i risultati della simulazione. L'influenza sui principali parametri di flusso di è stato preso in considerazione l'angolo di inclinazione della corrugazione rispetto alla direzione del flusso. È stata effettuata un'analisi della distribuzione della temperatura tra le piastre, e ha mostrato la presenza di zone con maggiori perdite di calore e basso flusso di fluido intensità. Inoltre, sono state applicate tecniche di ottimizzazione per migliorare le proprietà di trasferimento del calore.