Advanced Computational Methods in Heat Transfer X

10.2495/ht08 ◽  
2008 ◽  
Keyword(s):  
Heat Transfer ◽  
Computational Methods

Flowfield and Heat Transfer Numerical Analysis of a Stator Vane Endwall With High Freestream Turbulence

2015 ◽  
Author(s):  
A. Andreini ◽  
C. Bianchini ◽  
E. Burberi ◽  
B. Facchini ◽  
R. Abram ◽  
...  
Keyword(s):  
Heat Transfer ◽  
Computational Methods ◽  
Gas Flow ◽  
Three Dimensional ◽  
Computational Procedure ◽  
Industrial Applications ◽  
Turbulence Modelling ◽  
Large Set ◽  
Present Contribution ◽  
Stator Vane

Among the different parts subjected to hot gas flow, endwall heat transfer evaluation is particularly challenging because the flow is strongly affected by secondary effects. Large three-dimensional flow structures introduce remarkable spatial variation of heat transfer, both along streamwise and spanwise directions, making the use of simplified modelling approaches questionable in terms of reliability, and at the same time increasing the challenge for high fidelity computational methods. The aim of the present contribution is to describe the work done in the assessment of computational methods for the estimate of high pressure vane endwall heat transfer for industrial applications. Efforts were first devoted to the development and validation of an accurate computational procedure against a large set of aerodynamic and heat transfer data, available from literature, for both airfoil and endwall of a low-pressure linear cascade with low and high inlet turbulence levels. The analysis, focused on steady state computations, is principally devoted to the turbulence modelling assessment, including non-linear turbulence closure as well as transition modelling. Obtained results showed that the aerodynamics of both passage and endwall are well captured independently of the turbulence modelling while a large impact on both pattern and averaged value is verified for the heat transfer.

Noncontinuum Gas-Phase Heat Transfer From a Heated Microbeam to the Adjacent Substrate

2005 ◽  
Author(s):  
M. A. Gallis ◽  
J. R. Torczynski ◽  
D. J. Rader ◽  
B. L. Bainbridge
Keyword(s):  
Heat Transfer ◽  
Gas Phase ◽  
Computational Methods ◽  
Direct Simulation Monte Carlo ◽  
Navier Stokes ◽  
Temperature Jumps ◽  
Thermal Actuation ◽  
Accommodation Coefficients ◽  
Low Pressures ◽  
Good Agreement

Noncontinuum gas-phase heat transfer in two microscale geometries is investigated using two computational methods. The motivation is microscale thermal actuation produced by heating-induced expansion of a near-substrate microbeam in air. The first geometry involves a 1-μm microgap filled with gas and bounded by parallel solid slabs. The second geometry involves a heated I-shaped microbeam 2 μm from the adjacent substrate, with gas in between. Two computational methods are applied. The Navier-Stokes slip-jump (NSSJ) method uses continuum heat transfer in the gas, with temperature jumps at boundaries to treat noncontinuum effects. The Direct Simulation Monte Carlo (DSMC) method uses computational molecules to simulate noncontinuum gas behavior accurately. For the microgap, the heat-flux values from both methods are in good agreement for all pressures and accommodation coefficients. For the microbeam, there is comparably good agreement except for cases with low pressures and near-unity accommodation coefficients. The causes of this discrepancy are discussed.

scholarly journals Heat transfer computational methods which can also be applied to geothermal field of study for energy saving and environmental benefits

2012 ◽  
Author(s):  
Ζωή Σαγιά
Keyword(s):  
Heat Transfer ◽  
Energy Saving ◽  
Computational Methods ◽  
Geothermal Field ◽  
Environmental Benefits ◽  
Field Of Study

Η παρούσα εργασία επικεντρώνεται στα συστήματα αβαθούς γεωθερμίας που έχουν κατακόρυφο κλειστό κύκλωμα γεωεναλλακτών. Πολλοί παράγοντες που επηρεάζουν την απόδοση του συστήματος εξετάζονται. Δύο διαφορετικές προσεγγίσεις αναπτύσσονται. Με την πρώτη, η απόδοση του συστήματος εξετάζεται συνολικά χρησιμοποιώντας τα λογισμικά GLD 2009, GLHEPRO 4.0a και TRNSYS 17. Το σύστημα εξετάζεται ως ένα σύνολο από αναπόσπαστα συνδεδεμένα τμήματα. Μια παραμετρική ανάλυση εκτελείται για να μελετηθεί η επίδραση της αδιατάρακτης θερμοκρασίας του εδάφους, του μήκους του γεωεναλλάκτη και της απόστασης των γεωτρήσεων στα λειτουργικά χαρακτηριστικά του συστήματος έτσι ώστε να καλυφθούν τα δεδομένα φορτία του κτηρίου. Με τη δεύτερη, η λειτουργία των τμημάτων του συστήματος εξετάζεται ανεξάρτητα. Η θερμική αντίσταση της γεώτρησης μελετάται με διαφορετικά είδη ανάλυσης όπως με αναλυτικές σχέσεις, με το εμπορικό λογισμικό GLD 2009 και με μια δισδιάστατη ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων μέσω του COMSOL 4.0a. Παρά τα διαφορετικά είδη ανάλυσης, οι αποκλίσεις είναι μικρές και γι’ αυτό τα αποτελέσματα της θερμικής αντίστασης της γεώτρησης θεωρούνται ικανοποιητικά. Επιπλέον, αναπτύσσονται κώδικες ΜΑΤLAB οι οποίοι προσομοιώνουν τη λειτουργία της αντλίας θερμότητας και του ψυκτικού πύργου ο οποίος μπορεί να συμπεριλαμβάνεται σε ένα υβριδικό σύστημα αβαθούς γεωθερμίας. Μελετώντας τον ψυκτικό κύκλο της αντλίας θερμότητας, προτείνονται εναλλακτικά ψυκτικά μέσα για το R-410A. Επίσης, η απόδοση του ψυκτικού πύργου εκτιμάται με το λόγο της πτώσης πίεσης προς το ύψος του πληρωτικού υλικού για τέσσερα εξεταζόμενα πληρωτικά υλικά. Τα αποτελέσματα είναι γενικά εφαρμόσιμα στην εκτίμηση της απόδοσης αυτών των συσκευών και δεν περιορίζονται μόνο στις γεωθερμικές εφαρμογές. Ακόμα, μελετάται ένα υβριδικό γεωθερμικό σύστημα με ψυκτικό πύργο κλειστού κυκλώματος. Μια νέα στρατηγική αναπτύσσεται για να ελεγχθεί η λειτουργία του συστήματος ώστε να ελαχιστοποιηθεί η κατανάλωση της ηλεκτρικής του ενέργειας. Παρά το γεγονός ότι σχεδιάζεται μόνο για την περίοδο αποκλειστικής ψύξης, είναι μια πολλά υποσχόμενη στρατηγική διότι βασίζεται στη συνεχή παρακολούθηση του συστήματος την προηγούμενη ώρα έτσι ώστε να προσαρμόσει τη λειτουργία του την αμέσως επόμενη (ανάδραση).

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document