Inlämning av Examensarbete / Submission of Thesis

Johan Ermstål , pp. 56. ING/School of Engineering, 2012.

The work

Författare / Author: Johan Ermstål
johan.ermstal@hotmail.com
Titel / Title: Correlation and Verification of Homogenized Material Properties for Heat Exchanger Simulations by EMA and FEA
Översatt titel / Translated title: Correlation and Verification of Homogenized Material Properties for
Abstrakt Abstract:

Two heat exchangers from TitanX are used as test objects in this thesis. When FE-calculations are made by the simulation department at TitanX a method called “Homogenization Method” is used to simplify detail modelled fins of the heat exchangers by replacing them with very few blockshaped elements. Modal analyses are performed on the heat exchangers both experimentally and numerically (FE software). The results are used to check the validity of the “Homogenization Method” which is found to have a non-sufficient correlation with reality. Improved correlation of the homogenization method was found by changing the width of the brazed joints between tubes and fins to real measured values. The modeling of the tubes is briefly investigated and changed to correlate better with reality. The orthotropic material model that is used for the homogenized material in the FE-software is found to be insufficient to represent all the properties of the homogenized material.

Populärvetenskaplig beskrivning / Popular science summary: I detta Master-arbete används två kylare från TitanX som testobjekt. Då FE-beräkningar utförs på simuleringsavdelningen på TitanX görs en så kallad homogenisering. Metoden används för att förenkla kylarnas detaljmodellerade lameller (rankor) genom att ersätta dem med ett enda eller mycket få solidelement vilkas egenskaper motsvarar rankornas. Modalanalyser utförs på båda kylarna, både experimentella mätningar och numeriska FE-beräkningar. Resultatet från mätningarna används för att se hur väl homogeniseringsmetoden stämmer överens med verkligheten. Det visar sig att korrelationen med verkligheten inte är tillräckligt bra. Homogeniseringsmetoden uppdateras genom att mäta lödfogarna mellan rankor och rör och där efter implementera det uppmätta resultet i modelleringen av randvillkoren i homogeniseringsproceduren. Även modelleringen av rören i kylarna studeras samt materialmodellen som används i FE-beräkningarna. Den ortotropa materialmodell som är möjlig att använda i mjukvaran visar sig vara otillräcklig för att ge en fullständigt korrekt representation av rankorna efter homogenisering.
Ämnesord / Subject: Maskinteknik - Mechanical Engineering\General
Maskinteknik - Mechanical Engineering\Structural Dynamics
Maskinteknik - Mechanical Engineering\Structural Mechanics
Nyckelord / Keywords: Modal analysis, Homogenization, Heat exchanger, Fin, Orthotropic material model, Modalanalys, Homogenisering, Kylare, Ranka, Ortotropisk material modell

Publication info

Dokument id / Document id: houn-8uhfxz
Program:/ Programme Civilingenjörsprogram i maskinteknik
Registreringsdatum / Date of registration: 05/21/2012
Uppsatstyp / Type of thesis: Examensarbete för civilingenjörsexamen/Degree project, Master of Science in Engineering

Context

Handledare / Supervisor: Gert Pettersson, Sharon Kao-Walter
skw@bth.se, gert.pettersson@titanx.com
Examinator / Examiner: Mats Walter
Organisation / Organisation: Blekinge Institute of Technology
Institution / School: ING/School of Engineering

+46 455 38 50 00
I samarbete med / In co-operation with: TitanX Engine Cooling