Rotoboost heat exchanger

Abstract

In this report the fluid dynamical aspects of a rotating heat exchanger have been investigated. This work is a continuation of the work by Andreassen (2012) and in this report we emphasize on numerical computations on a initial design suggestion from Rotoboost AS. To briefly summarize, the rotating heat exchanger is a fast rotating centrifuge (a circumferential velocity of 360 [m=s]) and it is intended to be an integrated part of an industrial application developed by Rotoboost AS. The main task in this report is to investigate whether the given specifications, such as geometry and rotational speed, will suffice for an efficient heat exchanger. Results in this report indicates that the high rotational speed will suppress turbulence and, in turn, will most likely yield a low efficient heat exchanger. We stress that the results in this report are based on a specific geometry and the flow characteristics are, as well as the heat transfer process, dependent of choice of geometry. Thus, with a different geometry (and possibly a lower rotational speed) the overall conclusion may differ from that given in this report.

I denne rapporten diskuteres de fluid dynamiske aspektene til rotating heat exchanger. Arbeidet er en fortsettelse av en tidligere studie av Andreassen (2012). I denne rapporten presenteres numeriske simuleringer på et design foreslått av Rotoboost AS. Kort oppsummert så er rotating heat exchanger en hurtig roterende sentrifuge (periferihastighet 360[m=s]) og intensjonen er at den skal utgjøre en integrert del av et industrielt system utviklet av Rotoboost AS. Hovedmålet med studiet tilknyttet denne rapporten er å undersøke hvorvidt de gitte spesifikasjoner som geometri og turtall, vil utgjøre fundamentet for en effektiv varmeveksler. Resultatene presentert i denne rapporten indikerer at en høy rotasjonsrate vil undertrykke turbulens og mest sannsynlig resultere i en lite effektiv varmeveksler. Vi gjør oppmerksom på at resultatene i denne rapporten er basert på en spesifikk geometri og flow karakteristikk i tillegg til en spesifisert prosess for varmetransport som avhenger av valg av geometri. Vi tar forbehold om at konklusjonen kunne blitt annerledes for en geometri som er forskjellig fra den som er spesifisert og for en lavere rotasjonsrate.