Basınçlı hava kurutucusu ısı geri kazanım ünitesi ısı değiştiricisi tasarımı ve had kullanarak sayısal analizi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Uludağ Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2013

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: AYŞE BURCU YILDIZ

Danışman: MUHSİN KILIÇ

Özet:

Bu çalışmada, plaka kanatçık tipi kompakt ısı değiştiricilerin dar kanalları arasındaki akış ve ısı transferi nümerik olarak incelenmiştir. Üç boyutlu nümerik analizlerde laminer ve türbülanslı akış göz önüne alınmıştır. Türbülanslı akış, hem genişletilmiş duvar fonksiyonu özelliği ile kullanılan RNG k- modeli hem de düşük Re sayısı korelasyonu özelliği ile kullanılan SST k- modeli ile analiz edilmiştir. Kanatçıklardaki ısı iletimi ve akışkan ile kanatçık yüzeyi arasındaki ısı taşınımı eş zamanlı olarak çözdürülmüştür. Analizler, akış kanallarının 2 ile 8 arasındaki farklı boy/en oranına sahip kesit geometrileri için 500 ile 5000 arasındaki geniş bir Reynolds aralığında tekrarlanmıştır. Plaka kanatçık tipi kompakt ısı değiştiricilerinin ısıl performansının belirlenmesi için gerekli olan akışın gelişme bölgesindeki yerel sürtünme katsayısı ve Nusselt sayısı değerleri elde edilmiştir. Nümerik sonuçlar literatürden alınan deneysel verilerle karşılaştırılmıştır. Düşük Re sayısı korelasyonu ile birlikte kullanılan SST k- modelinin çalışmada ele alınan tüm Reynolds aralığı için en uygun sonuçları verdiği görülmüştür. BHK sisteminde, ısı geri kazanımı için faklı tipte kanatçıklardan oluşabilen plaka-kanatçık tipi kompakt ısı değiştiricileri tercih edilmektedir. Isı değiştiricisi malzemesi olarak da alüminyum veya bakır kullanılmaktadır. Plaka-kanatçık tipi ısı değiştiricilerinin paralel kanat, dalgalı kanat, offset-strip (kayık eksenli) kanat ve oyuklu kanat uygulamaları mevcuttur. Paralel kanatlı ısı değiştiricisinin üretimi diğer kanatçık uygulamalarından daha kolay ve ucuzdur. Bu tez çalışmasının amacı, BHK sistemlerinde kullanılan ısı değiştiricilerinin ekonomiklik ve performans açısından boyutsal optimizasyonun sayısal analizler yardımı ile gerçekleştirilmesidir.