Plakalı ısı eşanjörleri dizaynında ısıl kapasitenin teorik ve deneysel olarak incelenmesi

Abstract

ÖZET Günümüzde plakalı ısı değiştiriler genel olarak yüksek verim gerektiren ısıtma, soğutma ve ısı geri kazanım amaçlı ünitelerde kullanılmaktadır. Plakalı ısı değiştiricilerinin esasını oluşturan dalgalı yüzeyli kanallar taşımınla olan ısı geçişini arttırmaktadır. Dalgalı yüzeyli levhalar arsında akışın karmaşık oluşu, ısı geçiş özelliğini etkilemektedir. Bu amaçla kaynaklı plakalı CB-14 kodlu bir eşanjör kullanılarak, laboratuvar şartlarında deney seti kurulmuştur. Aynı ısı yük değerinde farklı debilerde, eş ve zıt yönlü akışlar için, karışık konveksiyon şartlarında ısı transferi, sıcaklık ve kütlesel debi değişimleri Sayısal Akışkanlar Dinamiği (SAD) yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Problemi tanımlayan temel kurulum denklemleri sayısal olarak çözülmüş ve elde edilen sonuçlar, deneysel sonuçlarla karşılaştırmıştır. SAD Analizi ile elde edilen sıcaklıkların kullanıldığı Nusselt sayılan hesaplanmıştır. Bu çalışmada, konvansiyoneî plakalı ısı değiştiricinin Termodinamik kanunlarla, logaritmik sıcaklık farkı ile etkenlik- transfer katsayısı, karşıt ve aynı yönlü paralel akışlı tiplerde, ısıl kapasitesi fonksiyon olarak irdelenmiş ve ekserji kayıpları bulunmuştur. Bu amaçla önce ısı değiştiricide ekserji kaybı ifadesi teorik olarak açıklanmış ve deney sisteminde plakalı eşanjörle bir uygulama gerçekleştirilmiştir. Buradan bütün ısı değiştiricileri için gerekli olan ekserji kaybı ve ısı akışı arasındaki ilişki ve bunların oranları bulunmuştur. Ayrıca karşılaşılan problemler ve çözüm önerileri verilmiştir. 2003, 89 Sayfa Anahtar kelimeler: Plakalı Isı Değiştirici, Isı iletim katsayısı, Türbülansh akış, Isıl kapasite

ABSTRACT Nowadays Plate based heat exchangers are gererally used for high effeciency requiring units. The main stucktural element of these heat exchangers are made of waved surface channels that improve convection heat transfer efficiency the complex behaviour of the air flowing through these channels effect the heat transfer characteristics. An experimentals set up is developed using a plate welded CB-14 heat exchangers. The experiments performed for same heat loads with varying flow speed are some and opposite flow directions mixed convection conditions, results of which are analysed using a numerical flow dynamics methodology. The theoretical equations that define the problem are numerically solved and the determined results compared with the experimental ones Numerical flow dynamics analysis results calculated by using Nusselt Numbers determined. In this work conventionally plated heat exchangers are anlysed with the principles of thermodynamics logaritmic temperature difference with effectiveness-transfer constants the function of heat capacitans of air flow in same and opposite direction used for calculation and determination of energy lesses. For this purpose firstly the exergy loss is theoretically defined, and then an experimental, set up is arranged for plate based heat exchangers using these results the correlation between energy loss and heat transfer and the related ratios are determined. In addition the problems faced are provided with solutions in the text. 2003, 89 Page Key World: Heat plate exchanger, Turbulance flow, Thermal capacity, Heat transmission constans