Panjur kanatlı ısı değiştiricilerinin optimizasyonu
Optimization of louvered fin heat exchangers
- Tez No: 488083
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ PINARBAŞI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Panjurlu kanat, ısı değiştirici, basınç düşümü, ısı transferi, Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD), Louvered fin, heat exchanger, pressure drop, heat transfer, Computational fluid dynamics (CFD)
- Yıl: 2017
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Isı Proses Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 80
Özet
Isıtma, soğutma, iklimlendirme, termik santraller ve kimya endüstrisi gibi bir çok mühendislik uygulamasında ısı değiştiricileri kullanımı görülmektedir. Günümüzde enerji verimliliğinin öneminin artması, bir çok alanda kullanılan ısı değiştiricilerinin performanslarının artırılmasını amaçlayan çalışmaları beraberinde getirmiştir. Bu çalışmalar ısı transfer katsayısının düşük olduğu hava tarafında yoğunlaşmıştır. Hava tarafındaki ısı transferinin artması akışkanların sıcaklıkları arasındaki fark, toplam ısı transfer yüzey alanı veya ısı transfer katsayısını artırarak mümkün olmaktadır. Bu tez çalışmasında hava tarafına panjurlu kanat yapıları eklenerek, yüzey alanının artırılması ve sınır tabakanın incelmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla 2B ve 3B modeller oluşturularak HAD analizleri gerçekleştirilmiştir. 2B çalışmada kanat adımı Fp=4 mm, panjur açısı β=10ᵒ, 15ᵒ, 20ᵒ, 30ᵒ ve 40ᵒ değerlerinde serbest akım hızı V=1 m/s, 1.75 m/s ve 2.5 m/s için analizler gerçekleştirilmiştir. Bu analizlerin sonucunda β=30ᵒ'ye çıkarıldığında her hız değeri için akış ayrılmaları meydana gelmiş fakat hız arttığında akış ayrılmalarının büyüdüğü gözlenmiştir. Akış ayrılmasının olduğu bölgelerde ısıl art izi oluşmuş, ısı transfer katsayısı azalırken basınç düşümü artmıştır. 3B çalışmada kanat adımı Fp=2 mm, 3mm ve 6mm, panjur açısı β=20ᵒ, 30ᵒ ve 40ᵒ ile çalışma hızları V=1 m/s, 1.5 m/s ve 2.5 m/s için analizler gerçekleştirilmiştir. Akışın üç boyutlu etkisi ve ısı değiştiricisinde boruların akışı bozma etkisi de dikkate alınmıştır. Kanat adımı arttıkça akışın kanatlar arasında aldığı yolun azaldığı görülmüştür. Reynolds sayısının artması ile birlikte ise ısı taşınım katsayısı ve basınç düşümü değerleri artmıştır.
Özet (Çeviri)
It is seen that heat exchangers are used widely applications such as heating, cooling, air conditioning, thermal power plant and chemical industry. Nowadays increasing importance of energy efficiency brings with studies aiming of improving performance of heat exchanger which are used in many applications. These studies concentrate on air side which has lower heat transfer coefficient. It is possible to improve of the heat transfer coefficient at the air side with increasing temperature difference between fluids, total heat transfer area or heat transfer coefficient. In this thesis, increasing of heat transfer area and thinning of boundary layer are aimed with adding louvered fin structures at the air side. For this purpose, CFD analyses have been performed with 2D and 3D models. In 2D study, the analyses were performed with the values of fin pitch Fp=4 mm, louver angle β=10ᵒ, 15ᵒ, 20ᵒ, 30ᵒ and 40ᵒ and free stream velocity V=1 m/s, 1.75 m/s and 2.5 m/s. At the result of analyses, flow seperations occured for each velocity value when the louver angle reach to β=30ᵒ. Flow seperations increased with increasing of velocity. Where the flow seperations were, thermal wake occured. Therefore, heat transfer coefficient decreased and pressure drop increased. In 3D study, the analyses have been performed with the value of fin pitch Fp=2 mm, 3 mm and 6 mm, louver angle β=20ᵒ, 30ᵒ and 40ᵒ and operating velocities V=1 m/s, 1.5 m/s ve 2.5 m/s. 3D flow effects and tube effects in the heat exchangers were considered. It was seen that the way taken by the flow was reduced with increasing fin pitch. Heat transfer coefficient and pressure drop values increased with increasing Reynolds number.
Benzer Tezler
- Isı değiştiricilerinde hava tarafı ısıl ve akış performanslarının panjurlu kanatlarla iyileştirilmesi
Enhancement of airside thermal and flow performances of heat exchangers with louvered fins
ABDULKERİM OKBAZ
Doktora
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiPROF. DR. ALİ PINARBAŞI
DOÇ. DR. ALİ BAHADIR OLCAY
- Ara soğutucu amaçlı kullanılan ısı değiştiricilerin karakteristiklerinin teorik ve deneysel incelenmesi
Theoretical and experimental investigation of heat exchanger characteristics used for intercooler purposes
EYÜB CANLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Makine MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUAMMER ÖZGÖREN
YRD. DOÇ. DR. SELÇUK DARICI
- Kanatlı borulu ısı değiştiricilerde devrelemenin deneysel incelenmesi
Experimental investigation of circuitry in finned tube heat exchangers
FARUK TEMEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞEVKET ÖZGÜR ATAYILMAZ
- A research on the effects of the computational design on optimization of the louver systems of office buildings
Ofis binalarındaki panjur sistemlerinin optimizasyonu sürecinde, bilgisayar destekli tasarımın etkileri üzerine bir çalışma
FATİH GÜLPINAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SİNAN MERT ŞENER
- Motorlu taşıtlarda kullanılan panjur tip kanatlarda ısı transferi ve akışın incelenmesi
Inspection of the heat transfer and flow in the louvered fins used in the vehicle radiators
SERKAN ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Makine MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. HASAN KARABAY