Titelaufnahme
Titelaufnahme
- TitelAn in-depth investigation of an innovative internally channeled tube (ICT) heat exchanger design / von M. Sc. Abbas Jarullah Sangoor Al-Lami ; Referent: Prof. Dr.-Ing. habil. Eugeny Kenig, Korreferent: Prof. Dr.-Ing. habil. Andrea Luke
- Autor
- Gutachter
- Erschienen
- Umfang1 Online-Ressource (xxiii, 130 Seiten) : Illustrationen, Diagramme
- HochschulschriftUniversität Paderborn, Dissertation, 2025
- AnmerkungTag der Verteidigung: 23.10.2025
- Verteidigung2025-10-23
- SpracheEnglisch
- DokumenttypDissertation
- Schlagwörter (GND)
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Klassifikation
Zusammenfassung
Der Internally Channeled Tube (ICT)-Wärmeübertrager ist ein neuartiges Designkonzept mit speziell gestalteten, gekrümmten Kanälen innerhalb eines zylindrischen Rohrs, das eine isolierte Außenfläche aufweist. Das ICT-Konzept deutlich erhöht die Wärmeübertragungsfläche zwischen Fluiden, verbessert die thermische Leistung und ermöglicht eine kompakte Bauweise, die ideal für platzsparende Installationen ist. Es werden zwei innovative ICT-Designs untersucht, die jeweils sechs innere Kanäle in einem Rohr mit einem Durchmesser von 4 cm und einer Länge von 1 m aufweisen. Die Kanalgeometrien der ICTs werden mithilfe spezieller Kurvenfunktionen erzeugt. Strömungsdynamik und Wärmeübertragung in ICT-Wärmeübertragern werden durch dreidimensionale Computational Fluid Dynamics (CFD)-Simulationen erfasst, die die Einphasenströmung und den konjugierten Wärmeübergang unter turbulenten und laminaren Strömungsbedingungen beschreiben. Die CFD-Simulationen werden anhand experimenteller Daten aus speziell gebauten Testeinrichtungen validiert. Die validierten numerischen Ergebnisse werden verwendet, um Auslegungsgleichungen für Druckverlust und Wärmeübertragung in den ICT-Kanälen für turbulenter erzwungener Konvektion zu entwickeln.
Abstract
The Internally Channeled Tube (ICT) heat exchanger is a novel design concept featuring specially designed curved channels within a circular tube that has an insulated exterior surface. The ICT concept significantly increases the heat transfer surface area between fluids, improving thermal performance and enabling a compact structure ideal for space-constrained installations. Two innovative ICT designs are studied, each featuring six internal channels inside a tube that is 4 cm in diameter and 1 m in length. The channel geometries of ICTs are generated using special curve functions. The fluid dynamics and heat transfer in ICT heat exchangers are resolved using three-dimensional Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations, which describe single-phase flow and conjugate heat transfer under turbulent and laminar flow conditions. The CFD simulations are validated against experimental data obtained from purpose-built testing facilities. The validated numerical results are subsequently used to develop design methods for pressure drop and heat transfer characteristics in the ICT ducts for turbulent forced convection
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