Error message

  • Deprecated function: Unparenthesized `a ? b : c ? d : e` is deprecated. Use either `(a ? b : c) ? d : e` or `a ? b : (c ? d : e)` in include_once() (line 1439 of /home/science2016/public_html/includes/bootstrap.inc).
  • Deprecated function: Array and string offset access syntax with curly braces is deprecated in include_once() (line 3557 of /home/science2016/public_html/includes/bootstrap.inc).

Теплофізичний аналіз (25%, 37%, 45%) водних розчинів пропіленгліколю для геліосистем та їхній аналітичний розрахунок

Yuriy Bilonoga1, Ihor Dutsyak1, Uliana Drachuk1, Halyna Koval1, Iryna Basarab1, Oksana Pryima1
Affiliation: 
1 Stepan Gzytsky National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies, 50 Pekarska St., Lviv 79010, Ukraine yuriy_bilonoha@ukr.net
DOI: 
https://doi.org/10.23939/chcht19.04.673
AttachmentSize
PDF icon full_text.pdf775.77 KB

Keywords:

Abstract: 
У роботі проаналізовано теплофізичні властивості (25%, 37%, 45%) водних розчинів пропіленгліколю для геліосистем як теплоносіїв. Проведено комп’ютерне моделювання руху цих теплоносіїв у трубному просторі геліосистеми зі сталою швидкістю V = 0,93 м/с за допомогою класичних числових емпіричних рівнянь для знаходження теплофізичних і гідродинамічних характеристик водних розчинів вказаних гліколів в інтервалі температур (243–373) К. Розподіл векторів швидкостей у «живому перерізі» трубного простору геліосистеми підпорядковується квадратній параболі, а розподіл турбулентних теплопровідностей і, відповідно, температур – кубічній. Аналітично отримано кубічне числове рівняння, дійсним коренем якого є безрозмірне число Blturb, яке використовується для знаходження коефіцієнтів тепловіддачі теплоносіїв за будь-якої температури та швидкості руху в турбулентному та перехідному режимах. Отримано співвідношення для знаходження чисел Blturb для перехідного режимів руху, які в основному реалізуються в геліосистемах. Графічно представлено розподіл турбулентних теплопровідностей kturb (Вт/м•К) (а також температур, Т К) і швидкостей V (м/с) у потоці з вільною турбулентністю для водного розчину 37% пропіленгліколю за швидкості в центрі ядра потоку V = 0,93 м/с та температури 343 К у трубному просторі геліосистеми діаметром D = 0,021 м.
References: 

[1] Timofeeva, E.V.; Yu, W.; France, D.M.; Singh, D.; Routbort, J.L. Base Fluid and Temperature Effects on the Heat Transfer Characteristics of SiC in Ethylene Glycol/H2O and H2O Nanofluids. J. App. Phys. 2011, 109, 014914. https://doi.org/10.1063/1.3524274
[2] Bіlonoga, Y.; Stybel, V.; Maksysko, O.; Drachuk, U. A New Universal Numerical Equation and a New Method for Calculating Heat-Exchange Equipment using Nanofluids. Int. J. Heat Technol. 2020, 38, 151–164. https://doi.org/10.18280/ijht.380117
[3] Bіlonoga, Y.; Stybel, V.; Maksysko, O.; Drachuk, U. Substantiation of a New Calculation and Selection Algorithm of Optimal Heat Exchangers with Nanofluid Heat Carriers Taking into Account Surface Forces. Int. J. Heat Technol. 2021, 39, 1697 1712. https://doi.org/10.18280/ijht.390602
[4] Meyer, P.; Olivier, J. A. Heat Transfer in the Transient Flow Mode. In Evaporation, Condensation and Heat transfer; Ahsan, A., Ed.; In. Tech: Rijeka, 2011; pp 244 260. https://www.researchgate.net/publication/221916244
[5] Bilonoga, Y.; Pokhmurs'kii, V. Connection between the Fretting-Fatigue Endurance of Steels and the Surface Energy of the Abradant Metal. Mater Sci 1991, 26, 629–633. https://doi.org/10.1007/BF00723647
[6] Bilonoga, Y.; Stybel, V.; Maksysko, O.; Drachuk, U. Section 1. Optimization of Calculation and Selection of Heat Exchange Equipment in the Use of Nanofluid Heat Carriers. In Resource- and energy-saving technologies in the chemical industry; Baltija Publishing: Riga, Latvia, 2022; pp 1–48. https://doi.org/10.30525/978-9934-26-219-7-1
[7] Bilonoga, Y.; Atamanyuk, V.; Dutsyak, I.; Drachuk, U.; Koval, H.; Stybel, V. The Method of Calculating the Heat Transfer Coefficient in the Heliosystems with Laminar and Transient Modes of Heat Carrier Flow Movement Structured Into Parts. Chem. Chem. Technol. 2024, 18, 409–416. https://doi.org/10.23939/chcht18.03.409
[8] Bіlonoga, Y.; Maksysko, O. Specific Features of Heat Exchangers Calculation Considering the Laminar Boundary Layer, the Transitional and Turbulent Thermal Conductivity of Heat Carriers. Int. J. Heat Technol. 2018, 36, 11–20. https://doi.org/10.18280/ijht.360102
[9] Bіlonoga, Y.; Maksysko, O. The Laws of Distribution of the Values of Turbulent Thermo-Physical Characteristics in the Volume of the Flows of Heat Carriers Taking into Account the Surface Forces. Int. J. Heat Technol. 2019, 37, 1–10. https://doi.org/10.18280/ijht.370101
[10] Bilonoga,. Y.; Atamanyuk, V.; Stybel, V.; Dutsyak, I.; Drachuk, U. Improvement of the Method of Calculating Heat Transfer Coefficients Using Glycols Taking into Account Surface Forces of Heat Carriers. Chem. Chem. Technol. 2023, 17, 608 616. https://doi.org/10.23939/chcht17.03.608
[11] Bіlonoga, Y.; Maksysko, O. Modeling the Interaction of Coolant Flows at the Liquid-Solid Boundary with Allowance for the Laminar Boundary Layer. Int. J. Heat Technol. 2017, 35, 678–682. https://doi.org/10.18280/ijht.350329
[12] Prandtl, L. Bericht über Untersuchungen zur ausgebildeten Turbulenz. ZAMM Z. fur Angew. Math. Mech. 1925, 2, 136–139. https://doi.org/10.1002/zamm.19250050212
[13] Cantwell, B. J.; Bilgin, E.; Needels, J. T. A New Boundary Layer Integral Method Based on the Universal Velocity Profile. Phys. Fluids [Online] 2022, 34, 075130. https://doi.org/10.1063/5.0100367 (accessed Dec 17, 2024).
[14] Reichardt, H. Gesetzmäßigkeiten der freien Turbulenz; VDJ VDI-Verlag G.m.b.H., 1942.
[15] Reichardt, H. Impuls – und Wärmeaustausch bei freier Turbulenz. ZAMM Z. fur Angew. Math. Mech. 1944, 24, 268–272. https://doi.org/10.1002/zamm.19440240515
[16] Reichardt, H.; Ermshaus, R. Impuls – und Wärmubertragung in turbulenten Windschatten hinter Rotationskörpern. Int. J. Heat Mass Transfer 1962, 5, 251–265. https://doi.org/10.1016/0017-9310(62)90015-7
[17] Hilchuk, A.V.; Khalatov, A.A.; Donyk, T.V. Teoria teploprovidnosti; KPI im. I.Sikorskoho: Kyiv, 2022.
[18] Taylor, G.I. The Transport of Velocity and Heat Through Fluids in Turbulent Motion. Proc. R. Soc. Lond. A 1932, 135, 685–702. https://doi.org/10.1098/rspa.1932.0061
[19] Schlichting, H. Boundary – Layer Theory; McGraw-Hill, 1979.
[20] Atamanyuk, V.; Huzova, I.; Gnativ, Z. Intensification of Drying Process During Activated Carbon Regeneration. Chem. Chem. Technol. 2018, 12, 263–271. https://doi.org/10.23939/chcht12.02.263
[21] Ivashchuk, O.; Atamanyuk,V.; Chyzhovych, R.; Manastyrska V.; Barabakh, S.; Hnativ, Z. Kinetic Regularities of the Filtration Drying of Barley Brewer’s Spent Grain. Chem. Chem. Technol. 2024, 18, 66–75. https://doi.org/10.23939/chcht18.01.066
[22] Quadrio, M.; Ricco, P. The Laminar Generalized Stokes Layer and Turbulent Drag Reduction. J. Fluid Mech. 2011, 667, 135–157. http://dx.doi.org/10.1017/S0022112010004398