Geri Dön

Numerical calculation of heat transfer and pressure drop in axially finned in-line and staggered tube bank heat exchangers

Eksenel kanatlı düzgün ve kaydırılmış sıralı boru demeti ısı değiştirgeçlerinde ısı geçişi ve basınç düşümünün sayısal hesaplaması

  1. Tez No: 600846
  2. Yazar: MUHAMMET NASIF KURU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ALPER YILMAZ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Çukurova Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 225

Özet

Bu çalışmada eksenel kanatlı boru demeti ısı değiştiricileri üzerindeki akış ve ısı transferi karakteristiklerinin sayısal tahmini ve eniyilemesi incelenmiştir. Sonlu hacim yöntemi, ana diferansiyel denklemleri sayısal olarak çözmek için kullanılmıştır. Ayrıca, bu eniyileme çalışmasında, Çok Amaçlı Genetik Algoritması II (MOGA-II) en uygun tasarımları bulmak için seçilmiştir. Kanatsız düzgün ve kaydırılmış sıralı boru demeti literatürde var olan çalışmalardan seçilerek doğrulamaları yapılmıştır. İlk olarak, dört farklı eksenel ve boyuna aralık oranlarında, düzgün ve kaydırılmış sıralı boru demetinde eksenel kanatın etkileri incelenmiştir. Daha sonra, kanatsız ve eksenel kanatlı, düzgün ve kaydırılmış sıralı boru demeti üzerinde ısı ve akışın sayısal eniyilemesi sunulmuştur. Eniyileme probleminin iki amacı vardır; verilen kütle akısı, izin verilebilir basınç düşümü ve boru demeti verimi için boru demetinin toplam ısı geçişinin arttırılması ve toplam hacminin azaltılmasıdır. Sonuçta, eksenel kanatlar ısı transferini düzgün ve kaydırılmış sıralı boru demetleri için geliştirir ve hacim kaydırılmış sıralı diziliş kullanılarak küçültülebilir.

Özet (Çeviri)

Numerical prediction and optimization of fluid flow and heat transfer characteristics of tube bank heat exchangers with axial fins are investigated in this work. Finite volume method is used for solving the governing differential equations numerically. Moreover, Multi-objective Genetic Algorithm II (MOGA-II) is selected to find optimum designs for the optimization study. Unfinned in-line and staggered tube bank configurations are selected from existing studies in literature and validation studies are carried out. Firstly, the effect of axial finning for four different axial and transversal pitch ratios are investigated for in-line and staggered tube banks. Then, numerical optimization of heat and fluid flow over in-line and staggered tube banks for both unfinned and axially finned cases are presented. Optimization problem has two goals which are maximization of total heat transfer from tube bank and minimization of tube bank volume for the given mass flow rate, allowable pressure drop and tube bank effectiveness. As a result, axial fins improve heat transfer for both in-line and staggered tube banks, and volume can be decreased for staggered arrangements.

Benzer Tezler

  1. Gözenekli ortamda darbeli hava akışı durumunda ısı geçişinin deneysel incelenmesi

    Experimental investigation of heat transfer in pulsating air flow with a porous medium

    ALİ MURAT BİNARK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA ÖZDEMİR

  2. Soğutma sistemi kılcal boru emiş hattı ısı değiştiricisinin sayısal ve deneysel modellenmesi

    A refrigeration system capillary tube suction line heat exchangers numerical and experimental analysis

    ESRA ÜNVER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. İ. YALÇIN URALCAN

  3. Filament beslemeli 3D yazıcının nozul bölgesinin sonlu elemanlar yöntemi ile modellenmesi ve analizi

    Finite element modeling and analysis of nozzle area of filament feed 3D printer

    OĞUZHAN EMRE AKBAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ATAKAN ALTINKAYNAK

  4. Boru demet taşıyıcı levhalarında ısı taşınım katsayısının ve basınç düşüşünün nümerik olarak incelenmesi

    Numerical investigation of the heat transfer and pressure drop on tube bundles support plates

    MARDİROS ENGİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Makine Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ERMAN ASLAN

  5. Çeşitli kesit alanlı kanallarda gelişmekte olan akışta ısı transferinin numerik hesaplanması

    Numerical calculation of heat transfer for developing flow for ducts of arbitrary cross-sectional area

    ERTUĞRUL CİHAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1995

    Makine MühendisliğiÇukurova Üniversitesi

    PROF. DR. TUNCAY YILMAZ