CILJEVI PROJEKTA I OPIS ISTRAŽIVANJA
1. Povećanje učinkovitosti izmjenjivača topline istraživanjem
optimalnih geometrijskih karakteristika
U okviru ovog cilja proučit će se relevantna znanstvena literatura i klasificirati dosadašnje znanstvene spoznaje u području određivanja optimalnih geometrijskih karakteristika lamelnih izmjenjivača topline. Definirat će se odgovarajući matematički model, odabrati numerički postupak i provesti numerički proračun. U svrhu provjere numeričkog postupka provest će se eksperimentalna istraživanja na testnom izmjenjivaču topline. U tu će se svrhu pripremiti ispitni sustav, opremit će se mjernom opremom za mjerenje temperatura i protoka, te sustavom za prikupljanje i obradu mjerenih podataka. Za akviziciju podataka izradit će se korisnička aplikacija unutar računalnog programa za prikupljanje i obradu podataka (LabView). Rezultati numeričke simulacije testnog izmjenjivača topline usporedit će se s rezultatima provedenih eksperimentalnih istraživanja te će se numerički postupak po potrebi modificirati i unaprijediti dok se ne postigne zadovoljavajuća podudarnost rezultata. Nakon validacije numeričkog modela izvršit će se niz numeričkih simulacija u svrhu ispitivanja utjecaja različitih geometrijskih karakteristika lamelnih izmjenjivača topline na fizikalni proces izmjene topline i učinkovitost izmjenjivača.
Očekivani rezultati odnose se na produbljivanje dosadašnjih spoznaja u području povećanja energetske učinkovitosti odabirom prikladne geometrije izmjenjivača te predlaganje mjera za poboljšanje geometrijskih karakteristika u svrhu povećanja energetske učinkovitosti.
2. Povećanje učinkovitosti izmjenjivača topline istraživanjem
optimalnih pogonskih uvjeta
U okviru ovog cilja proučit će se relevantna znanstvena literatura i klasificirati dosadašnje znanstvene spoznaje u području određivanja optimalnih pogonskih uvjeta lamelnih izmjenjivača topline. U sklopu istraživanja definirat će se odgovarajuća proračunska metoda i izvršiti numerički proračun. Postojeći ispitni sustav prilagodit će se za provedbu eksperimentalnih istraživanja utjecaja različitih pogonskih uvjeta. Za akviziciju podataka izradit će se korisnička aplikacija unutar računalnog programa za prikupljanje i obradu podataka (LabView). Provedena eksperimentalna istraživanja poslužit će za provjeru valjanosti proračunske metode. Rezultati računalne simulacije testnog izmjenjivača topline usporedit će se s rezultatima provedenih eksperimentalnih istraživanja te će se proračunska metoda po potrebi modificirati i unaprijediti dok se ne postigne zadovoljavajuća podudarnost rezultata. U sklopu numeričkog istraživanja provest će se niz računalnih simulacija s ciljem ispitivanja utjecaja različitih pogonskih uvjeta lamelnih izmjenjivača topline na fizikalni proces izmjene topline i učinkovitost izmjenjivača.
Očekivani rezultati odnose se na produbljivanje dosadašnjih spoznaja u području povećanja energetske učinkovitosti odabirom najpovoljnijih pogonskih uvjeta te predlaganje mjera za poboljšanje pogonskih uvjeta u svrhu povećanja energetske učinkovitosti.
3. Povećanje učinkovitosti latentnih spremnika topline i sustava
obnovljivih izvora energije s latentnim spremnikom
Nakon obrade relevantne znanstvene literature izvršit će se klasifikacija dosadašnjih znanstvenih spoznaja u području pohrane toplinske energije u latentnim spremnicima. U okviru ovog cilja provest će se numerička i eksperimentalna istraživanja procesa izmjene topline pri promjeni agregatnog stanja akumulatora topline i procesa izmjene topline prisilnom konvekcijom između stijenke i fluida. Za provođenje eksperimenta pripremit će se ispitni sustav, opremit će se odgovarajućom mjernom opremom te sustavom za prikupljanje i obradu mjerenih podataka, unutar kojeg će se izraditi i korisnička aplikacija za akviziciju podataka. Nakon definiranja matematičkog modela i eksperimentalne provjere numeričkog postupka, izvršit će se numerička analiza utjecaja pogonskih uvjeta, geometrije i karakteristika akumulatora topline na fizikalni proces izmjene topline i učinkovitost spremnika. U okviru ovog cilja provest će se i eksperimentalna i numerička istraživanja pohrane energije u sustavu obnovljivih izvora energije s latentnim spremnikom topline. Za provedbu predmetnog eksperimentalnog istraživanja koristit će se postojeći sustav za korištenje obnovljivih izvora energije instaliran u laboratoriju Tehničkog fakulteta. Taj će se sustav nadograditi latentnim spremnikom topline i odgovarajućom mjernom opremom. Eksperimentalna istraživanja provest će se za realne uvjete rada te će se dobiveni rezultati usporediti s rezultatima dobivenim modeliranjem sustava u programskom paketu Trnsys. Nakon izvršene provjere modela, provest će se računalna analiza sustava obnovljivih izvora energije s latentnim spremnikom topline, za različite pogonske uvjete i dimenzije komponenata sustava.
Očekivani rezultati odnose se na produbljivanje dosadašnjih spoznaja u području povećanja energetske učinkovitosti odabirom najpovoljnijih pogonskih uvjeta, geometrije i karakteristika akumulatora topline te predlaganje mjera za poboljšanje pogonskih uvjeta i geometrijskih parametara latentnog spremnika topline. Također, očekivani se rezultati odnose na predlaganje mjera za povećanje iskoristivosti sustava obnovljivih izvora energije s latentnim spremnikom.
