Kanatlı borulu ısı değiştiricilerinde devrelemenin ısı transferi ve basınç düşümüne etkisinin sayısal olarak incelenmesi ve optimizasyonu

Abstract

Günümüzde iklimlendirme, otomotiv, havacılık sanayii gibi birçok endüstri dalında sıklıkla kullanılan ısı değiştiricilerin optimizasyonu çok önemlidir. Üretim ve işletme maliyetlerinin optimum seviyeye çekilmesi için optimizasyona gerek duyulmaktadır. Bu çalışmanın amacı da kanatlı borulu ısı değiştiricilerinde ısı transferinin iyileştirilmesine yönelik optimum devreleme tasarımının yapılmasıdır. Boru içinde akışkan olarak suyun kullanıldığı kanatlı borulu ısı değiştiricilerinde performans, su sıcaklığı ile hava sıcaklığı arasındaki sıcaklık farkının (ΔT) ısı değiştiricinin tümünde homojen dağılması ile doğrudan ilişkilidir. Homojen bir dağılım yoksa yüzeye gelen hava hızları dolayısıyla hava debisi ve sıcaklık dağılımına bağlı olarak devreler arası farklar oluşacaktır. Böyle bir durum ısı değiştiricinin performansını düşürecektir. Bu sebeple homojen sıcaklık dağılımının sağlanmasında ısı değiştiricisinde devre tasarımı çok önemlidir. Literatürde yapılan çalışmalar, kanatlı borulu ısı değiştiricilerinde devre sayısının artıkça toplam ısı transferinin ve basınç düşüşün artacağı için öneminin daha da arttığını göstermiştir. Deneylerin çoğu soğutucu akışkanlar ile yapılmış olup su ile ilgili çalışmalar sınırlı sayıdadır. Bu tez çalışmasında akışkanlar (Su-hava) arasındaki ortalama sıcaklık farkının maksimum olmasını sağlamaya yönelik devrelemenin belirlenmesi için sayısal çalışmalar yapılmış olup bu çalışmalara göre bir devreleme optimizasyonu yapılmıştır.