Isı Değiştiricideki Yüzey Deseninin Isı Transferine Etkisinin İncelenmesi

Yıl 2018, Cilt: 22 Sayı: Özel, 345 - 354, 05.10.2018

Ersin Haydaraslan Ramazan Selver

Öz

Bu çalışmada, bir ısı değiştirici üzerindeki desenin ısı transferine etkisi sayısal modelleme metoduyla incelenmiştir. Dikdörtgenler prizması şeklinde iki ısı değiştirici Ansys Fluent R17.2 programı ile modellenmiş ve simüle edilmiştir. Birinci ısı değiştiricinin bütün yüzeyleri düz, ikincinin ise sadece alt ve üst yüzeyleri diyagonal desenli tasarlanmıştır. Diyagonal desenin akışkanın çıkış sıcaklığına, ısı transfer miktarına, akış hızına, akış alanına ve basınç değişimine etkisi incelenmiştir. Her iki model için farklı kütlesel debilerde nümerik çözümler yapılmıştır. Çalışmanın sonunda, akışkanların çıkış sıcaklıkları kıyaslandığında; desenli ısı değiştiricinin çıkış sıcaklığı incelenen bütün debiler için daha düşük çıkmıştır. Her iki modeldeki ısı transferi incelendiğinde; desenli ısı değiştiricideki ısı transferinin düz olana göre daha fazla olduğu görülmüştür. Isı değiştiricilerdeki akışkan hızları kıyaslandığında; desenli ısı değiştiricideki akış hızının, iç çeperlerindeki desenlerden kaynaklanan periyodik ve bölgesel kesit daralmalarından dolayı desenli bölgelerde arttığı görülmüştür. Ayrıca desenlerin basınç değişimine etkisi incelendiğinde; desenli ısı değiştiricideki diyagonal desenlerden dolayı düz olana göre daha fazla basınç kaybı olduğu belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Dikdörtgen prizma şekli ısı değiştirici, Diyagonal desenli ısı değiştirici; Isı transferi; Nümerik analiz; Fluent programı

Kaynakça

• [1] Pethkol, S., Eiamsa-ard, S., Kwankaomeng, S., Promvonge, P., 2010. Turbulent Heat Transfer Enhancement in a Heat Exchanger Using Helically Corrugated Tube. Internal Communications in Heat and Mass Transfer, 38, 340-347.
• [2] Wang, Y., He, Y., Lei, Y., Zhang, J., 2010. Heat Transfer and Hydrodynamics Analysis of a Novel Dimpled Tube. Experimental Thermal and Fluid Science, 34, 1273-1281.
• [3] Garcia, A., Solano, J.P., Vicente, P.G., Viedma, A., 2011. The Infuence of Arifical Rougness on Heat Transfer Enhancement: Corrugated Tubes, Dimpled Tubes and Wire Coils. Applied Thermal Engineering, 35, 196-201.
• [4] Carija, Z., Frankovic, B., Perc ic, M., Cavrak, M., 2014. Heat Transfer Analysis of Fin-and-Tube Heat Exchangers With Flat and Louvered Fin Geometries. Internal Journal of Refrigeration, 45, 160-167.
• [5] Dizaji, H.S., Jafarmadar, S., Mobadersani, F., 2015. Experimental Studies on Heat Transfer and Pressure Drop Characteristics for New Arrangements of Corrugated Tubes in a Double Pipe Heat Exchanger. Internal Journal of Thermal Science, 96, 211-220.
• [6] Yogesh, S.S., Selvaraj, A.S., Ravi, D.K., Rajagoal, T.K.R., 2018. Heat transfer and pressure drop characteristics of inclined elliptical fin tube heat exchanger of varying ellipticity ratio using CFD code. International Journal of Heat and Mass Transfer, 119, 26-39.
• [7] Zheng, n., Liu, P., Wang, X., Shan, F., Liu, Z., Liu, W., 2017. Numerical simulation and optimization of the heat trenasfer enhancement in a heat exchanger tube fitted with vortex rod inserts. Applied Thermal Engineering, 123, 471-484.
• [8] Samadifer, M., Toghraie, D., 2018. Numerical simulation of heat transfer enhancement in a plate-fin heat exchanger using a new type of vortex generators. Applied Thermal Engineering, 133, 671-681.
• [9] https://www.ansys.com/products/fluids/ansys-fluent (Erişim Tarihi: 24.04.2018)
• [10] Engin T. ed. 2008. Akışkanlar Mekaniği Temelleri ve Uygulamaları. İzmir Güven Kitabevi, İzmir, 938s.
• [11] Bird, R.B., Stewart, W.E., Lightfoot, N. E. Transport Phenomena. Hamilton Printing, United States, 917s.
• [12] Derbentli, T. ed. 2006. Isı ve Kütle Geçişinin Temelleri. Literatür Yayınları, İstanbul, 960s.
• [13] ANSYS Fluent R17.2 User’s Guide, 2017.
• [14] Lindeburg, M.R. 2013. Mechanical Engineering Reference Manual for the PE Exam. Professional Publications, Inc, Belmont, California, 1488s. https://books.goole.com.tr (Erişim Tarihi: 01.05.2018)
• [15] Mohammedsalih, R. M., 2017. İç İçe Eksenli Boru Türü Isı Değiştiricilerinin Nümerik Araştırılması. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 92s, Isparta.