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
- Tez No: 600846
- Danışmanlar: PROF. DR. ALPER YILMAZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Basınç kaybı, Boru demeti, Isı geçişi, Çok kriterli optimizasyon, Pressure loss, Tube bundle, Heat transfer, Multi criteria optimization
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Çukurova Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
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
- Koruge yüzeyli düz esnek metal hortumlarda basınç düşümü ve ısı transferinin araştırılması
Investigation of pressure drop and heat transfer in straight flexible metal hoses with corrugated surface
ZEYNEP MERVE ALPARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN GÜNEŞ
- 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
- Doğal dolaşımlı güneş toplayıcısı ısıl analizi
The Thermal analysis of solar water heaters with natural circulation
AYLA YİĞİT
- Direkt püskürtmeli bir dizel motorunda hava ve damlacık hareketlerinin modellenmesi
Modelling of in-cylinder air and motions of droplets in a direct-injection diesel engine
HALUK ÇELİK