First and second law analysis of compact heat exchangers used for intercooling purposes
Ara soğutma amaçlı kullanılan kompakt ısı değiştiricilerinin birinci ve ikinci yasa analizleri
- Tez No: 450858
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. KEMAL BİLEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Aşırı doldurma, ara soğutma, ara soğutucular, kompakt ısı değiştiricileri, plakalı-kanatlı ısı değiştiricileri, ısı geçişi, basınç düşümü, ikinci yasa analizi, Turbocharging, intercooling, intercoolers, compact heat exchangers, plate-fin heat exchangers, heat transfer, pressure drop, second law analysis
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 105
Özet
Aşırı doldurmalı motorlarda, dolgu havasının sıcaklığını düşürmek amacıyla ara soğutma işlemi uygulanır. Yapılan soğutma ile motora beslenen hava miktarında artış, motordaki genel sıcaklık seviyesinde ise azalma sağlanır. Bu soğutma işlemi, bir kompakt ısı değiştiricisi olan ara soğutucu ile gerçekleştirilir. İhtiyaç duyulan termal-hidrolik performansa bağlı olarak ara soğutucular, farklı kanatçık tipleri kullanılarak tasarlanabilir. Yapılan bu çalışmada; ara soğutucu tasarımında kullanılan kanatçık tipleri, birinci ve ikinci yasa analizleri vasıtasıyla teorik olarak incelenmiştir. Bu kapsamda; düz kanatçık, panjurlu kanatçık, kaydırılmış şerit kanatçık, dalgalı kanatçık ve delikli kanatçık olmak üzere beş kanatçık tipi kullanılarak farklı ara soğutucu yapıları kurgulanmıştır. Daha sonra bu yapılara boyutlandırma ve performans değerlendirme işlemleri uygulanmıştır. Boyutlandırma işlemi ile ara soğutucu yapılarının ebatları bulunurken, performans değerlendirme işlemi ile yapıların ısı geçişi, basınç düşümü ve ikinci yasa performansı hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar tablolar halinde verilmiş ve birbirleriyle kıyaslanmıştır. Sonuçlar, kaydırılmış şerit kanatçık tipinin kullanılması ile ısıl açıdan iyi bir performans elde edilebileceğini, düz kanatçık tipinin kullanılması ile de akışkanların en az miktarda basınç düşüşüne maruz kalacağını göstermiştir. İkinci yasa analizleri ise; bu çalışmadaki ara soğutucuların dengeli akışa sahip olmaması nedeniyle, sonsuz büyüklükteki bir yüzey alanı ve sıfır basınç kaybıyla bile ara soğutucuda entropi üretiminin ya da ekserji yıkımının tamamen yok edilemeyeceğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Intercooling is a process that is employed in turbocharged engines to cool the charge air. This cooling enables to feed more air into the cylinders and decreases the operating temperatures of the engine. Intercoolers -kind of compact heat exchangers- are used to carry out this process. Depending on the required thermal-hydraulic performance, intercoolers can be designed using different fin types. In this study, the fin types that are utilized in the design of intercoolers are theoretically examined using the first and second law of thermodynamics. For this purpose, various intercooler configurations are established with five different fin geometries, namely plain fins, louvered fins, offset strip fins, wavy fins and perforated fins. Then, sizing and rating procedures are applied on these configurations. In sizing procedure, the dimensions of the intercooler configurations are determined. In rating procedure, heat transfer, pressure drop and second law performances of the configurations are computed. The obtained results are tabulated and compared with each other. It is found that offset strip fins provide very good heat transfer performances whereas plain fins enable least pressure drops in the fluid pressures. In second law analysis the following outcome is attained; since the configurations in this study have unbalanced flow, eliminating entropy generation or exergy destruction is not possible even with an infinite surface area and zero pressure drops.
Benzer Tezler
- Hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemi ile reküperatör tasarımı ve ısıl analizi
Designing recuperator and its thermal analysis with the method of computational fluid dynamics
ONUR ÖZCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜNER ÇOLAK
- Alternatif süperkritik karbondioksit çevrimlerinin termodinamik analizi
Thermodynamic analysis of alternative supercritical carbon dioxide cycles
HACI OSMAN BOYAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜNER ÇOLAK
- Volgram ağır alaşımlarında başlangıç toz özelliklerinin sıvı gaz sinterlemesi yoluyla yoğunlaşma süreçlerine olan etkileri
Effects of initial powder characteristics on densificatıon processes via liquid-phase sintering in based heavy alloys
BURAK ÖZKAL
- Investigating the emission properties and the geometry of black hole X-ray binaries in the outburst cycle
Karadelik X-ışın çiflerinin ışıma özellikleri ve geometrisinin patlama döngüsünde incelenmesi
ARMIN VAHDAT MOTLAGH
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KAZIM YAVUZ EKŞİ
- Düşük bir hızlarında konuşma kodlama ve uygulamaları
Low bit rate speech coding and applications
TARIK AŞKIN
Doktora
Türkçe
1999
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. GÜNSEL DURUSOY