Nanoakışkanlı çift borulu ısı değiştiricilerin optimizasyonu
Optimization of the double pipe heat exchangers having nanofluid
- Tez No: 514961
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET SELİM DALKILIÇ, DR. ÖĞR. ÜYESİ DENİZ YILMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- 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: 121
Özet
Isı değiştiricisi borularının çapları, akış karakteristikleri, yatırım maliyeti, işletme maliyeti ve toplam maliyet üzerinde güçlü bir etkiye sahiptir. Kanat boyutlarının halka tarafı hidrolik çapını etkileyeceği de iyi bilinen bir durumdur. Her iki tasarımın aynı hacmi kapladığı durumda tasarıma kanatların eklenmesi ısı transfer alanını ve böylece ısıl yükü sade tasarıma göre artırmaktadır. Boruların kanat boyutlarının hesaplanmasında verilen akış debisinde ve ısı değiştiricisi boyutlarında özel önem verilmelidir. Bu tez kapsamında, mevcut ısı değiştiricisi için uygun kanat boyutlarının belirlenmesi, maliyet analizlerini içeren en uygun çalışma şartları üretime ve gerçek hayatta kullanıma hazır olacak şekilde uygulanmıştır. Bunlara ek olarak, iş akışkanlarının ve kirli ve temiz durumların etkileri, performansa, ömüre ve maliyet sorunlarına paralel olarak, toplam ısı transfer iyileştirmesi için incelenmiştir. Bir çift borulu ısı değiştiricisinin detaylı analizinin incelemesi, içteki boruda deniz suyu akışının mevcutken ve sırasıyla kanatsız-kanatlı tasarımı durumunda, halka tarafında motor yağı ve motor yağının Ti, TiO2, Cu, CuO, Al, Al2O3 nanoparçacıkları ile karbon nanotüp (MWCNT) ve grafen nano tabaka karıştırılmış nanoakışkan karışımları sabit bir parçacık derişimine sahipken sunulmuştur. Artan kanat sayısı ve azalan temizlik faktörü (CF) ile basınç düşümü ve pompalama gücü değerleri artarken, artan kanat sayısı ile toplam boru sayısı azalmaktadır. Farklı tiplerde nanoakışkanların maliyeti ve optimum halka tarafı hızını farklı şekillerde etkilediği bulunmuştur. Reynolds sayısının temizlik faktörüyle, ısı transfer katsayısıyla ve basınç düşümüyle değişimi, ayrıca sürtünme katsayısının kütle debisi ile değişimi ve maliyet değerlerinin halka tarafı hızı ile değişimi gibi ayrıntılı çıktılar bulguların grafiklendirilmesi ile şekillerde gösterilmiştir. Son olarak, bu şekillerdeki eğilim çizgilerinin görünümü beklendiği gibi elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Diameter of the heat exchanger pipes has a strong effect on the flow characteristics and the investment, operation, and overall cost. It is known that fin dimensions affect annulus hydraulic diameters. The addition of fins to the design increases the heat transfer area and thus enhances the heat duty compared to bare design where both designs cover same volume. Special attention should be given to calculation of fin dimensions of pipes for given flow rates and heat exchanger dimension. With in the scope of this thesis, determination of proper fin geometries, optimum operation condition with cost analysis for current heat exchanger have been performed to be ready for manufacturing and use in real life. In addition to these, effect of the type of the working fluids and fouled and clean cases are investigated for the total heat transfer enhancement in parallel with performance, lifetime, and cost issues. Investigation of detailed analysis of a double-pipe heat exchanger model have been presented for engine oil and its nanofluid mixtures with Ti, TiO2, Cu, CuO, Al, Al2O3 nanoparticles, carbon nanotube (MWCNT) and graphene nano sheet having a constant particle concentration in liquid phase flowing in annulus side in case of its unfinned and the finned design, respectively, and sea water is flowing in the tube side in the meantime. Pressure drop and pumping power values increase with increasing fin number and decreasing with cleanliness factor (CF) whereas total tube number decreases with increasing fin number. It is found that different types of nanofluids affect the cost and optimum annulus side velocity differently. Comprehensive outputs are performed by plotting the findings in figures such as alteration of Reynolds of number with cleanliness factor, heat transfer coefficient, and pressure drop, also friction factor with mass flow rate, and cost values with annulus side velocities. Finally, physical appearance of the trend lines in these figures have been achieved as expected.
Benzer Tezler
- Geometrical optimization of dimpled double-pipe heat exchangers for nanofluid-based natural circulation loops operating at lower temperatures
Düşük sıcaklıklarda çalışan nanoakışkan bazlı doğal taşınım döngüleri için gamzeli çift borulu ısı değiştiricilerin geometrik optimizasyonu
NUR ÇOBANOĞLU
Doktora
İngilizce
2023
Enerjiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZİYA HAKTAN KARADENİZ
- Nanoakışkanlı zıt akışlı bir ısı değiştiricisinde ısı transferinin sayısal analizi
Numerical analysis of heat transfer in a nanofluid counter-flow heat exchanger
ÖMER ÖZENBİNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiManisa Celal Bayar ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ YURDDAŞ
- Investigation of the effect of nanofluid flow on heat transfer in double pipe heat exchangers
Çift borulu ısı değiştiricilerinde nano akışkan akışının ısı transferine etkisinin incelenmesi
MOHAMMED FLAYYIH HASAN HASAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Mühendislik BilimleriKırşehir Ahi Evran ÜniversitesiMühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MERDİN DANIŞMAZ
DR. BASSİM MOHAMMED MAJEL AL-KATIB
- Paralel akışlı ısı değiştiricilerinin performanslarının iyileştirilmesi
Improving the performance of parellel flow heat exchanger
SİNAN GÜÇLÜER
- Grafit esaslı karbon nanoakışkan eldesi ve ısı değiştirici sistemlerinde kullanımının araştırılması
Investigation of graphene based carbon nanofluids and their use in heat exchanger systems
NİLPERİ UYSAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ESİN VAROL