Contalı-Plakalı Isı Değiştirgeçlerinin Deneysel Performans Analizi

Abstract

Bu çalışmada, seçilen bir contalı-plakalı ısı değiştirgecinin farklı plaka sayılarında, ısıl ve hidrodinamik performans analizi deneysel olarak yapılmıştır. Bu doğrultuda, deneysel analizin yapılabilmesi için contalı-plakalı ısı değiştirgeci test düzeneği kurulmuştur. Deneyler, endüstriyel bir chevron tipi contalı plakalı ısı değiştirgecinin farklı akış koşullarında ve 450 ile 5250 arasında değişen Reynolds sayısı aralığında gerçekleştirilmiştir. Giriş ve çıkış manifoldlarındaki akışkan sıcaklıkları, sıcak ve soğuk akışkanlar için hacimsel debiler ve basınç düşümleri ölçülmüştür. Deneysel veriler kullanılarak, ısıl analiz için Nusselt sayısı ve Hidrolik analiz için sürtünme faktörü korelasyonları, Reynolds sayısı ve Prandtl sayısının bir fonksiyonu olarak geliştirilmiştir. Bulunan sonuçlar, literatürde farklı plakalar için elde edilmiş korelasyonlar ile karşılaştırılmıştır. Türetilen korelasyon, literatürdeki bazı korelasyonlar ile benzer eğilimler göstermiş olmasına karşın, bu çalışma göstermiştir ki; her plaka boyutsal özelliklerine bağlı olarak farklı karakteristikler gösterir ve her plakanın performans analizi ayrı bir şekilde yapılmalıdır, literatürde varolan benzerleri kullanılmamalıdır. Farklı plakalı ısı değiştirgeçleri için benzer korelasyonların türetilmesi ve bu doğrultuda test düzeneklerinin oluşturulması ve denysel çalışmaların yapılması, endüstriyel ve teknolojik verimlilik açısından büyük önem taşımaktadır

Keywords

• Plakalı ısı değiştirgeci, korelasyon, chevron plakası, deney düzeneği

Experimental Investigation and Performance Analysis of Gasketed-Plate Heat Exchangers

Abstract

In this study, the thermal and hydrodynamic performance analyses of sa elected gasketed-plate heat exchanger with different number of plates are performed experimentally. A gasketed-plate heat exchanger (GPHE) test set-up is designed and constructed to perform experimental measurements for thermal and hydrodynamic performance analyses of plate heat exchangers. The experiments are performed for an industrial chevron-type plate heat exchanger under different flow conditions for a wide range of Reynolds numbers between 450 and 5250. The temperatures at the inlet and outlet ports, the volumetric flow rates of the hot and cold fluids, and the pressure drops between the inlet and outlet ports are measured during the experiments. By using the experimental data, Nusselt number correlation for heat transfer analysis and a friction factor correlation for pressure drop calculations are developed for the chevron-type plate heat exchanger tested as a function of Reynolds number and Prandtl number. The results obtained from these new correlations are compared with several existing correlations in the literature, which were developed for different plates. Although the trends of the new correlations are similar with the ones in the literature, this study shows that every plate design needs its specific correlations for heat transfer and pressure drop calculations, since the specific correlations developed for the specific plates tested are different than the ones given in literature. Obtaining these kinds of correlations for local products is especially important for the related industry to improve with the help of local test set-ups

Keywords

• Plate heat exchanger, correlation, Chevron plate, experimental set-up