Płytowo-żebrowe wymienniki ciepła (PFTHE) mają wiele zastosowań w technice grzewczej i chłodniczej, np. wieże chłodnicze, chłodnice suche i chłodnice powietrza w przemyśle spożywczym, chłodnice oleju w silnikach samochodowych,
chłodnice oleju w silnikach samochodowych, chłodnice powietrza i nagrzewnice w wentylacji, chłodnice czynnika chłodniczego i pompy ciepła w klimatyzacji. Czy można zoptymalizować konstrukcję PFTHE? Wydawałoby się, że obecny proces
projektowania PFTHE nie może być bardziej optymalny.
Klasyczna metoda obliczania PFTHE oparta jest na średniej logarytmicznej różnicy temperatur czynnika. Zakłada ona, że współczynnik przenikania ciepła po stronie powietrza w każdym rzędzie PFTHE jest
stały. Badania symulacyjne obliczeniowej dynamiki płynów (CFD) i wyniki eksperymentalne pokazują, że istnieją znaczne różnice we współczynniku pomiędzy poszczególnymi rzędami rur. Jest to prawdą
szczególnie wtedy, gdy prędkość powietrza przed PFTHE jest mniejsza niż 2,5 m/s. Możliwe jest uwzględnienie różnych współczynników dla każdego rzędu rurek. Uwzględniając te zależności pomiędzy
Uwzględnienie tych zależności pomiędzy współczynnikiem przenikania ciepła a położeniem rzędów pozwoli na optymalne zaprojektowanie PFTHE, np. wyeliminuje PFTHE 4-rzędowe na rzecz 1- lub 2-rzędowych. Taka optymalizacja daje nam szansę na
znaczną redukcję materiałów do budowy PFTHE.
Głównym celem badań jest opracowanie nowej metody obliczeniowej i doświadczalnej dla krzyżowego wymiennika ciepła wykonanego z rur z pojedynczymi lub ciągłymi lamelami. Ta nowa
metoda zostanie określona na podstawie badań eksperymentalnych i numerycznych. Opracowany zostanie model analityczny i numeryczny dwurzędowego i czterorzędowego wymiennika PFTHE. Nowa metoda może być wykorzystana podczas
projektowania lub optymalizacji krzyżowych wymienników ciepła.
Na potrzeby eksperymentalnego wyznaczania liczby Nusselta dla strony powietrznej i wodnej w wymiennikach PFTHE zostanie zbudowane stanowisko badawcze. Stanowisko umożliwi przeprowadzenie badań aerodynamicznych, hydraulicznych i termicznych
w warunkach ustalonych i nieustalonych.

Plate fin and tube heat exchangers (PFTHE) have plenty applications in heating and cooling technics e.g. cooling towers, dry coolers and air coolers in the food industry, oil coolers in car engines,
air coolers and heaters in ventilation, refrigerant coolers and heat pumps in air conditioning. Is it possible to optimize the construction of the PFTHE? It would seem that the current process of
design of PFTHE cannot be more optimal.
The classical method of calculating PFTHE is based on the average logarithmic difference of medium temperatures. It assumes that the air-side heat transfer coefficient on every row of PFTHE is
constant. Computational fluid dynamics (CFD) simulation studies and experimental results show that there are significant differences in coefficient between an individual row of tubes. This is true
especially if air velocity in front of PFTHE is smaller than 2.5 m/s. It is possible to consider different coefficients on each row of tubes. Taking into account these dependencies between heat
transfer coefficient and the row’s position will allow optimal PFTHE design e.g. it will eliminate 4-row PFTHEs in favour of 1- or 2-row PFTHEs. Following optimization gives us a chance to
significantly reduce materials for building PFTHEs.
The main objective of the research is to create a new method of calculation and experimental studies of cross-flow heat exchanger made from tubes with individual or continuous fins. This new
method will be determined based on experimental and numerical research. An analytical and numerical model of 2-row and 4-row PFTHE will be developed. New method can be used during the
cross-flow heat exchanger design or optimization.
The test facility will be built for the needs of experimental determination of the Nusselt number for air-side and water-side in PFTHEs. The stand will allow aerodynamic, hydraulic and thermal tests
in steady and transient conditions.