Energieopwekking uit afval

Stromings- en warmteoverdrachtsanalyse van een zelfreinigende warmtewisselaar

Warmtewisselaars die met vervuilde vloeistoffen werken kunnen door afzettingen op de warmteoverdragende oppervlakken geleidelijk prestatie verliezen. Fouling verhoogt de thermische weerstand en kan bovendien de hydraulische weerstand van het systeem vergroten.


Een mogelijke oplossing is continue of periodieke mechanische reiniging met pigs die door de warmtewisselaarbuizen bewegen en afzettingen verwijderen. In het onderzochte systeem zorgde een speciaal ventielblok ervoor dat meerdere buizen automatisch konden worden gereinigd.


FlowMotion analyseerde met CFD zowel de stromingsverdeling als de warmteoverdracht in deze warmtewisselaar. Hiervoor werd een gedetailleerd driedimensionaal model van de relevante geometrie opgebouwd.


De berekeningen lieten zien dat de aanstroming van de buizenbundel een belangrijke invloed had op de verdeling van de volumestroom over de afzonderlijke buizen. Ook lokale geometrische details, waaronder de ondersteuningen van de buizen, beïnvloedden het stromingsveld en daarmee de lokale warmteoverdracht en drukval.


De berekende prestaties kwamen goed overeen met de praktijkervaring. Daardoor konden de CFD-resultaten niet alleen worden gebruikt om het ontwerp technisch te beoordelen, maar ook om de werking van de warmtewisselaar inzichtelijk te visualiseren.

Warmtewisselaars die met vervuilde vloeistoffen werken kunnen door afzettingen op de warmteoverdragende oppervlakken geleidelijk prestatie verliezen. Fouling verhoogt de thermische weerstand en kan bovendien de hydraulische weerstand van het systeem vergroten.


Een mogelijke oplossing is continue of periodieke mechanische reiniging met pigs die door de warmtewisselaarbuizen bewegen en afzettingen verwijderen. In het onderzochte systeem zorgde een speciaal ventielblok ervoor dat meerdere buizen automatisch konden worden gereinigd.


FlowMotion analyseerde met CFD zowel de stromingsverdeling als de warmteoverdracht in deze warmtewisselaar. Hiervoor werd een gedetailleerd driedimensionaal model van de relevante geometrie opgebouwd.


De berekeningen lieten zien dat de aanstroming van de buizenbundel een belangrijke invloed had op de verdeling van de volumestroom over de afzonderlijke buizen. Ook lokale geometrische details, waaronder de ondersteuningen van de buizen, beïnvloedden het stromingsveld en daarmee de lokale warmteoverdracht en drukval.


De berekende prestaties kwamen goed overeen met de praktijkervaring. Daardoor konden de CFD-resultaten niet alleen worden gebruikt om het ontwerp technisch te beoordelen, maar ook om de werking van de warmtewisselaar inzichtelijk te visualiseren.

Jaske Wolf
Jaske Wolf
Jaske Wolf