Geri Dön

Panjur kanatlı ısı değiştiricilerinin optimizasyonu

Optimization of louvered fin heat exchangers

  1. Tez No: 488083
  2. Yazar: MERVE ÖZTÜRK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ALİ PINARBAŞI
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. 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)
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Isı Proses Bilim Dalı
  13. 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

  1. 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

    Türkçe

    2018

    Makine MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    PROF. DR. ALİ PINARBAŞI

    DOÇ. DR. ALİ BAHADIR OLCAY

  2. 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

    Türkçe

    2011

    Makine MühendisliğiSelçuk Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUAMMER ÖZGÖREN

    YRD. DOÇ. DR. SELÇUK DARICI

  3. Kanatlı borulu ısı değiştiricilerde devrelemenin deneysel incelenmesi

    Experimental investigation of circuitry in finned tube heat exchangers

    FARUK TEMEL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Makine MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞEVKET ÖZGÜR ATAYILMAZ

  4. 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

    İngilizce

    2014

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilişim Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SİNAN MERT ŞENER

  5. 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

    Türkçe

    2009

    Makine MühendisliğiKocaeli Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. HASAN KARABAY