Kanatçıklı (fine tube) borulu ısı değiştiricilerinde toplam ısı transfer katsayısının deneysel olarak bulunması

Abstract

SUMMARY In this study, a turbulent flow-bench scale heat exchanger has been designed and manufactured specifically for educational purposes. A series of experiments have been carried out to determine the performance parameters of the heat exchanger. The experimental setup consists of a panel and a boiler both of which are appropriately fixed to a steel construction. The heat exchanger, flow meters, an On/Off Switch, a V- Controller, and a Circulation Pump are attached to the panel. There is a 3-kW electric heater in the boiler. Being a closed loop type, the hot water from the boiler is pumped through the heat exchanger and the flow meter and then back to the boiler. The cold water circulation, on the other hand, is obtained from a tap and after passing through the flow meter and the heat exchanger, it is discharged. Steel and Brass tubes of the same diameters are used for the exchanger. Straight tubes are used in the steel heat exchanger, whereas both straight and finned tubes are used in the Brass heat exchanger. Many experimental data for the analysis were obtained by various measurements from flow meters and thermocouples thorough a converter. Using these data, the Effectiveness-Number of Transfer Units (s-NTU) method and the Logarithmic Mean Temperature Difference (LMTD) method are employed to calculate Q, s, U, Rc, Nm. The results thus obtained are presented in table form in the thesis.

ÖZET Bu çalışmada özellikle ısı transfer derslarinde kullanılmak üzere laboratuar ölçekli, türbülans akışlı, basit bir ısı değiştiricisi imal edilmiştir. Bu ısı değiştiricisinin performans analizini yapmak üzere bir dizi deneysel çalışmalar yapılmıştır. Bu deney düzeneği çelik konstrüksiyon üzerine oturtulmuş bir panel ve kazandan meydana gelmektedir. Panel üzerinde ısı değiştiricisi, debi ölçerler, şalter, V otomat ve pompa bulunmaktadır. Kazanda ise üzerine monte edilmiş 3KW 'lık bir ısıtıcı mevcuttur. Sıcak su sirkülasyonu kapalı bir sirkülasyon olup, kazanda ısıtılan su pompa vasıtasıyla ısı değiştiricisinden ve debi ölçerden geçerek tekrar kazana dönmektedir. Soğuk su sirkülasyonu ise; şebekeden alınıp debi ölçerden ve ısı değiştiricisinden geçirilerek tahliye edilmektedir. Isı değiştiricilerinde aynı çapta çelik ve pirinç borular kullanılmıştır. Çelik malzemeden imal edilen ısı değiştiricisinde düz, pirinç malzemeden imal edilen ısı değiştiricisinde ise düz ve fınli (kanatçıklı) borular kullanılmıştır. Debi ölçerler selector ve termo elemanlar yardımıyla değişik debilerde bir çok ölçümler alınmıştır. Elde edilen bu ölçümlerle Etkenlik-Transfer Birimi (s-NTU) ve Logaritmik Ortalama Sıcaklık Farkı (LMTD) yöntemi kullanılarak, Q,s,U,Rc,Nru hesaplanmıştır. Bulunan bu sonuçlar tablolar halinde gösterilmiştir.