THEORETICAL AND EXPERIMENTAL ANALYSIS OF A CROSS-FLOW HEAT EXCHANGER

Abstract

In this study, cross-flow plate type heat exchanger has been investigated because of its effective use in waste heat recovery systems. For this purpose, a heat regain system has been investigated and manufactured in laboratory conditions. Manufactured heat exchanger has been tested with an applicable experimental set up and temperatures, velocity of the air and the pressure losses occuring in the system have been measured and the efficiency of the system has been determined. The irreversibility of heat exchanger has been taken into consideration while the design of heat exchanger is being performed. So minimum entropy generation number has been analysied with respect to second law of thermodynamics in cross-flow heat exchanger. The minimum entropy generation number depends on parameters called optimum flow path length, dimensionless mass velocity and dimensionless heat transfer area. Variations of entropy generation number with these parameters have been analysied and introduced their graphics with their comments.

Keywords

• Cross-flow heat exchanger, Entropy generation, Second law analysis

ÇAPRAZ AKIMLI BiR ISI DEĞİŞTİRGECİNİN TEORİK VE DENEYSEL ANALİZİ

Öz

Bu çalışmada atık ısı geri kazanım sistemlerinde verimli kullanımları nedeniyle, çapraz akımlı levhalı tip ısı değiştirgeci araştırılmıştır. Bu amaçla bir ısı geri kazanım sistemi geliştirilmiş ve laboratuvar şartlarında imal edilmiştir. İmal edilen ısı değiştirgeci uygun bir deney düzeneği ile test edilmiş ve sıcaklık, hava hızı ve sistemdeki basınç kayıpları ölçülmüş, sistemin etkinliği belirlenmiştir. Ayrıca tasarım esnasında ısı değiştirgecinin tersinmezliği de gözönünde tutulmuştur. Bunun için Termodinamiğin II. kanununa göre; çapraz akımlı ısı değiştirgecinde, minimum entropi üretim birimi analiz edilmiştir. Minimum entropi üretim birimi; optimum akış yolu uzunluğu, boyutsuz kütle hızı ve boyutsuz ısı transfer alanı gibi parametrelere bağlıdır. Entropi üretim biriminin bu parametrelerle değişimleri incelenerek, grafikleri yorumlarıyla sunulmuştur.

Anahtar Kelimeler

• Çapraz akımlı ısı değiştirgeci, Entropi üretimi, İkinci kanun analizi