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Instrumentation, Mesure, Métrologie

1631-4670
Revue des Systèmes
Nouvel éditeur en 2019
 

 ARTICLE VOL 17/2 - 2018  - pp.315-329  - doi:10.3166/i2m.17.315-329
TITRE
Analyse expérimentale pour prédire la performance d'un échangeur de chaleur à ailettes de plaque à la température cryogénique

TITLE
Experimental analysis to predict the performance of a plate fin heat exchanger at cryogenics temperature

RÉSUMÉ

L'objectif de cette étude est de fournir des données expérimentales qui pourraient être utilisées pour prédire l'efficacité et la performance d'un échange de chaleur à ailettes de plaque dans des conditions de basse température. Dans cette étude, les échangeurs de chaleur à ailettes de plaque sont testés avec une variation du débit massique. De tels échangeurs de chaleur ont une densité d'ailettes élevée et offrent des passages étroits pour le flux de fluide, ce qui entraîne souvent une chute de pression importante. Une configuration expérimentale est réalisée en laboratoire pour tester l’échangeur de chaleur à ailettes de plaque à température cryogénique. Dans cette configuration, l'azote gazeux comprimé passera à travers l'échangeur de chaleur à ailettes de plaque sous forme de flux chaud. Le flux de gaz chaud passera à travers un échangeur thermique à serpentin d'azote liquide pour refroidir le gaz à haute pression. Le gaz froid est ensuite transmis en tant que flux inverse de l’échangeur de chaleur à ailettes de plaque. Le dispositif expérimental est monté sur l’instrument de mesure, comme les sondes RTD, le manomètre, le manomètre différentiel, le débitmètre à plaque à orifice, etc. L'efficacité de l'échange thermique sera calculée à partir des températures mesurées en provenance de l'expérience directement. En outre, la chute de température sera obtenue à partir des analyses. Les données d'efficacité et de chute de température sont également obtenues par analyse numérique et validées à l'aide de résultats expérimentaux.



ABSTRACT

The objective of this study is to provide experimental data that could be used to predict the effectiveness and performance of a plate fin heat exchange for low-temperature conditions. In this study, plate-fin heat exchangers are tested with a variation of the mass flow rate. Such heat exchangers have high fin density and offer narrow passages for the fluid flow, which often leads to a significant pressure drop. An experimental setup is made in the laboratory to test the plate fin heat exchanger at cryogenic temperature. In this setup, compressed nitrogen gas will be passed through the plate-fin heat exchanger as a hot stream. The hot stream gas will be passed through a liquid nitrogen coil heat exchanger to cool the high-pressure gas. The cold gas is then passed as a reverse stream of the plate fin heat exchanger. The experimental setup is mounted to the measurement instrument like RTDs, Pressure gauge, Differential pressure gauge, Orifice plate flow meter, etc. The effectiveness of heat exchange will be calculated from the measured temperatures directly from the experiment. Also, the temperature drop will be obtained from the analyses. The effectiveness and temperature drop data are also obtained through numerical analysis and validate it with experimental results.



AUTEUR(S)
Ajay K. GUPTA, Manoj KUMAR, Debashis PANDA, Ranjit K. SAHOO

MOTS-CLÉS
échangeur de chaleur à ailettes de plaque, aspen, étude expérimentale.

KEYWORDS
plate-fin heat exchanger, aspen, experimental study.

LANGUE DE L'ARTICLE
Anglais

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