Przepływ zawiesiny lodowej w pionowych kanałach szczelinowych : rozprawa doktorska = Ice slurry flow in vertical slit channels / Jan Kuchmacz. – Kraków, 2023. – 107 s. : rys., schem., tab., wykr. ... więcej

Przepływ zawiesiny lodowej w pionowych kanałach szczelinowych : rozprawa doktorska = Ice slurry flow in vertical slit channels / Jan Kuchmacz. – Kraków, 2023. – 107 s. : rys., schem., tab., wykr. – Politechnika Krakowska. Wydział Mechaniczny. – Promotor: prof. dr hab. inż. Beata Niezgoda-Żelasko ; promotor pomocniczy: dr inż. Przemysław Młynarczyk. – Bibliogr. 104 poz., Streszcz., Summ.

W ramach pracy przeprowadzono badania eksperymentalne oraz symulacje numeryczne adiabatycznego przepływu zawiesiny lodowej w pionowym kanale szczelinowym. Badania empiryczne obejmowały wpływ kierunku ... więcej

W ramach pracy przeprowadzono badania eksperymentalne oraz symulacje numeryczne adiabatycznego przepływu zawiesiny lodowej w pionowym kanale szczelinowym. Badania empiryczne obejmowały wpływ kierunku przepływu, stężenia cieczy nośnej, udziału masowego lodu oraz prędkości średniej na uzyskiwane wartości spadków ciśnienia. Zmierzone opory przepływu dla spływu w dół w obszarze przepływu laminarnego były o 6-10% większe od spadków ciśnienia dla przepływu do góry. Na bazie wyników pomiarów opracowano zależności do wyznaczania dynamicznego współczynnika lepkości plastycznej μp i granicznego naprężenia stycznego p zawiesiny lodowej oraz podano równania do obliczania współczynnika oporów tarcia dla pionowego kanału szczelinowego. Modelowanie CFD przeprowadzono w oparciu o metodę Euler-Euler. Średnia względna dokładność wyznaczania spadków ciśnienia w stosunku do badań empirycznych wyniosła 5,6%. Rezultatem symulacji numerycznych było określenie krzywych granicznych pomiędzy przepływem heterogenicznym i homogenicznym. Wykorzystując model CFD wyznaczono również wpływ stężenia cieczy nośnej, udziału cząstek stałych oraz prędkości przepływu na uzyskiwane straty ciśnienia w płytowym wymienniku ciepła. Finalnym wynikiem symulacji numerycznych było zaproponowanie zależności pozwalającej na wyznaczanie sumy spadków ciśnienia na odcinkach rozpływowych i odpływowych wymiennika.

Experimental research and numerical simulations of the flow of ice slurry in a vertical slit channel were carried out as part of the doctoral thesis. Experimental investigations included the influence ... więcej

Experimental research and numerical simulations of the flow of ice slurry in a vertical slit channel were carried out as part of the doctoral thesis. Experimental investigations included the influence of flow direction, carrier fluid concentration, ice mass fraction and mean velocity on the pressure drop values. The measured resistance values for downward flow in the laminar area were 6–10% higher than the pressure drops for upward flow. The obtained measurement results allowed to determine correlations used to calculate dynamic plastic viscosity μp and yield shear stress p of the ice slurry and equations for calculating the friction factors for a vertical slit channel. CFD modeling was carried out based on the Euler-Euler method. The mean relative accuracy of determining pressure drops compared to experimental studies was 5,6%. The important result of the numerical simulations was the determination of boundary curves between heterogeneous and homogeneous flow. The created CFD model was used to investigate the influence of the carrier fluid concentration, ice mass fraction and mean velocity on the pressure drop values in the plate heat exchanger. The final result of the numerical simulations was the proposal of the equation which enables the determination of the sum of pressure drops in the entry and outflow sections of the heat exchanger.