Çapraz Akışlı Düz Borulu Saptırmalı Boru Demetinde Isı Transferi ve Basınç Kaybının Deneysel Olarak İncelenmesi

Öz

Çapraz akışlı boru demetleri hem gaz-gaz hem de gaz-sıvı arasındaki ısı transferinde çok kullanılan ısı eşanjörleri arasında yer almaktadır. Bilhassa ısı geri kazanımında en çok tercih edilen eşanjörler arasındadır. Kolay temizlenebilir olmaları dolayısıyla da kanatçıksız tipleri özellikle kirli akışkanlar için öncelik verilen eşanjör tipidir. Bu tip eşanjörlerde hacimsel ısı transferinin büyük olması önemli bir husustur. Bunun için de kullanılan boru çaplarının mümkün olduğunca küçük olması arzu edilir. Bu çalışmada, bu tür bir eşanjör küçük bir boru çapında saptırılmış olarak yerleştirilmiş borulardan meydana gelen boru dışında akan sıcak havadan, boru içinden akan soğuk suya ısı transferinde çeşitli şartlarda incelenmiştir. Isı transferi yanında basınç kayıpları da ölçülmüştür. Deneysel sonuçlardan ısı transferi ve basınç kayıp katsayıları hesaplanmış ve literatürde verilen eşitliklerle karşılaştırılmıştır.

Anahtar Kelimeler

• Isı eşanjörü, Boru demeti, Isı transferi, Basınç kaybı, Saptırmalı

Experimental Investigation of Heat Transfer and Pressure Loss for a Cross-Flow Staggered Plain Tube Bank

Öz

Cross-flow tube bank heat exchangers are among the most commonly used heat exchangers for gas-gas and gas-liquid heat transfer. They are especially used for heat recovery and unfinned types are preferred heat recovery from waste dirty flue gases due to their resistance to fouling. High rate of volumetric heat transfer is an important issue for these kinds of heat exchangers. Therefore, tube diameters should be selected as small as possible. In this study, a small diameter staggered tube bank heat exchanger without fins is investigated under different conditions where heat is transferred from hot air flowing shell-side to cold water flowing inside the tubes. Not only transferred heat but also pressure losses are measured. From the measured values, heat transfer coefficients and pressure loss coefficients are calculated and compared with the values calculated according to the equations given in literature.

Anahtar Kelimeler

• Heat exchanger, Tube bank, Heat transfer, Pressure loss, Staggered

Kaynakça

1. 1. Zukauskas A, Convective Heat Transfer in Cross Flow. In Handbook of Single Phase Convective Heat Transfer, ed. S. Kakac, R. K. Shah, W. Aung, pp. 6/1-6/45, Wiley, New York, 1987.
2. 2. Gnielinski V, Heat Transfer in Cross Flow Around Single Rows of Tubes and through Tube Bundles. In VDI Heat Atlas, ed. VDI, pp. 725-729, Springer Verlag, BerlinHeidelberg, 2010.
3. 3. Gaddis ES, Pressure Drop of Tube Bundles in Cross Flow. In VDI Heat Atlas, ed. VDI, pp. 1076-1091, Springer Verlag, Berlin-Heidelberg, 2010.
4. 4. Khan WA, Culham JR, Yovanovich MM, Convection Heat Transfer from Tube Banks in Cross Flow: Analytical Approach, International Journal of Heat and Mass Transfer, 49, 4831-4838, 2006.
5. 5. Wilson AS, Bassiouny MK, Modeling of Heat Transfer for Flow Across Tube Banks, Chem. Eng. Processing, 39, 1-14, 2000.
6. 6. El-Shaboury AMF, Ormiston SJ, Analysis of Laminar Forced Convection of Air Cross Flow in in-line Tube Banks with Non-square Arrangements. Numerical Heat Transfer, Part A, 48/2, 99-126, 2006.
7. 7. Heat Atlas, VDI, Düsseldorf, 2010.