The Effect of the number of tue tows on design of plate and fin tube heat exchanges
Düz plakalı kanatlı-borulu ısı değiştiricisi dizaynında sıra sayısının etkisi
- Tez No: 75388
- Danışmanlar: PROF. DR. TANER ÖZKAYNAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1998
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Otomotiv Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 147
Özet
ÖZET Bu teze konu olan düz plakalı ısı değiştiricileri piyasada, endüstrinin bir çok alanında kullanılan kompakt ısı değiştiricileridir. Bu konunun incelenmesine olan ihtiyaç piyasada imalatçıların öne sürdüğü dizayn kriterlerinin birbirleriyle çelişmesi ve sıra sayılarının tespitinin güvenilir olmamasıdır. Bu tezin amacı ısı, kütle, momentum transferi ve değişik boru ve kanat datalarını içeren bir matematiksel model kurarak gerekli sıra sayısı, ısı ihtiyacı, toplam ısı transferi, kanatlı boru çap ve alan parametreleri, hava ve su hızlan gibi değerlerin bilgisayar programı ile elde edilmesidir. Bu çalışmanın ilk safhasında konuyla ilgili literatür taraması yapıldı. Değişik kanatlı- boru datalarına göre elde edilen J(Colburn faktörü)-Re grafikleri ve bu grafikler yardımıyla elde edilen ısı taşınım katsayıları incelendi. Bizim amacımız ilk etapta matematiksel modelde kullanacağımız ısı taşınım katsayısının elde edilmesi. Bunun için ilgili literatür taramasında elde edilen makalelerdeki j-Re grafiklerinin hepsini kapsayacak şekilde ortalama bir eğri uydurmaktır. Bunun için eğri uydurma ( curve fitting ) yöntemi ile üçüncü bölümde incelenen fonksiyon elde edilmiştir. RePr' j = ^rm 3“35./' = (0.175257-0.0101 1671n Re)2 3-34 MilYine Fig.3-5 de görüleceği üzere elde ettiğimiz fonksiyon eğrisi bütün diğer çalışmalardaki eğrileri ortalamaktadır. Kurulan matematiksel modelde bizim öncelikle ihtiyacımız olan ısı değitiricisi geometrisidir. Elde edilmesi gereken yüzeyler;. Minimum geçiş alanı (Am;n). Toplam dış alan ( A0) ap.q = A 1 ”¦fin“fin. Toplam iç alan ( Aj). Kanat alanı (Af veya Afm). Hidrolik Çap (Dh) Yine matematiksel modelde bizi ilgilendiren kuru ve ıslak yüzeyler( hc.0”w) için ısı taşınım katsayısı ve Islak yüzey ve kanat film kalınlığını içeren ısı taşınım katsayısı (h0.w) sonuç olarak toplam ısı transfer katsayısıdır ( U0,w). Kuru yüzey için ısı taşınım katsayısı (hc,0) ; 3-34 ve 3-35 bağıntılarından bulunur. Islak yüzey için ısı taşınım katsayısı (hc.0,w) ; h n 3-36 -^ = 0.626 v °101 h J bağıntısı ile elde edilir. XIVOrtalama hava entalpi farkı; A/7 = *~^“ '*-0 İn fh-Kr 3.16 Toplam ısı transfer katsayısı ( U0.w); u^ = 1 6”", *, /) A t : r ^,,A i(^,û/4+^) \, 3.23 Toplam Isı Transfer Yüzeyi (Atotai ); q= U0,w Atotai Ahn 3.24 den bulunur. Sıra sayısı (N); XVN= Atota| / Ao Yukarda kullanılan temel denklemlerdeki bütün katsayılar ve diğer değişkenlerin bulunuşu üçüncü bölümde anlatılmıştır. Şimdi biraz da yapılan bilgisayar programından bahsetmek istiyorum. Program Borland Delphi 3.0 da hazırlanmıştır. Şimdi size ana algoritmayı ve sub programlan anlatmaya çalışacağım. ALGORİTMA 1. Input Subrotin 2. Geometri Subrotin 3. Akışkan Özellikleri Subrotin 4. e-NTU (Ortalama entalpi farkı subrotin) 5. Yüzey karakteristikleri subrotin 6. Kanat verim Subrotin 7. Basınç Düşümü Subrotin 8. İterasyon Problem Subrotin 9. Dizayn Problem Subrotin 10. Optimizasyon Subrotin 11. Output Subrotin 12. Error mesaj Subrotin 13. İleri Programlama mantığı XVI1. Input Subrotin Bizim programımızda input değerleri; Hava ;. Hava debisi. Kuru Termometre Hava Giriş Sıcaklığı. Yaş Termometre Giriş Sıcaklığı. Kuru Termometre Çıkış Sıcaklığı. Yaş Termometre Çıkış Sıcaklığı Sıvı Akışkan. Giriş Sıcaklığı. Çıkış Sıcaklığı Eşanjör ön yüz alanı. Eşanjör Yüksekliği. Eşanjör Genişliği Kanat. Kanat aralığı (Kanatlar arası boşluk) 2. Geometri Subrotin Makalelerde ve piyasada kullanılan geometriler belirlenmiş. Kanat aralığı, Dış çap, İç çap, borular arası dikey mesafe, borular arası yatay mesafe, kanat kalınlığı gibi boru ve kanat dataları dosyalandı ve kullanılmak üzere dat dosyasına dönüştürüldü. Burada XV11önemli bir nokta değişik boru ve kanat kombinasyonları arttıkça bu dat dosyalarına ekleme yapılarak program bu yeni datalar için update edilebilir. 3. Akışkan Özellikleri Subrotin Havanın ve suyun özellikleri dat dosyasına dönüştürüldü. Datalar Holman, J.P., Heat Transfer kitabından alınmıştır. 4. e-NTU ( Ortalama entalpi farkı subrotin) Programdaki formulasyonlar ile entalpi değerleri bulunup Ortalama entalpi farkı bulunur. 5. Yüzey karakteristikleri subrotin Dat dosyasındaki bütün boru ve kanat datalan için gerekli olan yüzey ve alan parametreleri bulunur. Yalnız burada input değeri olarak girilen kanat aralığı uyuşan boru ve kanat dataları için yüzey hesaplan yapılabilir. 6. Kanat verim Subrotin Kanat verimi programda kullanılan ana fonksiyon ve aşağıdaki fonksiyonlar yardımıyla X2İ n oranlarına göre hangi fonksiyona uyuyorsa o fonksiyon kullanılarak bulunur. \xbxxc n r2 \\ _ 3.15a muL=(r2-rı)and rç/rı 3.15b P = L^w/(kfyf 3.15d = f(p) ((|),= f(p), 2 = %), (|)3 = f(p), 4>4 = f(p), %)) ana fonksiyondur ve r2/ r, oranlarına göre bu ana fonksiyonlardan biri if ifadesi yardımıyla bulunur. 7. Basınç Düşümü Subrotin Hava Basınç düşümü programdaki formulasyon ile bulunur. Yalnız burada kullanılan sürtünme faktörü (f) makalelerden Re sayısına bağlı olarak eğri uydurma (curve fitting) yoluyla fonksiyon haline dönüştürülmüştür. Sıvı Akışkan Akışkanlar mekaniğindeki formüller kullanılarak bulunmaktadır. 8. İterasyon Problem Subrotin Bizim programımızda eğer giriş değerlerinden biri eksik ise program run etmiyor. 9. Dizayn Problem Subrotin Programın sonunda dizayn için gerekli olan parametreler sıra sayısı, toplam ısı transfer alanı, basınç düşümü vb. Parametreler elde ediliyor. XİX10. Optimizasyon Subrotin Programda istenilirse ikinci bir ekran eklenip Optimizasyon için imkan sağlanabilir. Örneğin sıra sayısı 4.7 çıktığını varsayarsak bulunan sıra sayısı pratikte 4 veya 5 olabilir. Bunlardan hangisinin istenilen soğutma gücünü sağladığını bulmak için programa bir algoritma daha eklenerek optimizasyon sağlanabilir. 11. Output Subrotin Programdaki en önemli özelik istenilen kanat aralığı girildikten sonra bütün uyuşan yüzey bilgileri ve dizayn parametreleri ekrana Kullanıcı buradan kullanmak istediği boru ve kanat kombinasyonlarını bularak dizayn için gerekli olan birçok parametreyi görebiliyor. 12. Error mesaj Subrotin Programa konulan if ifadeleri ile bir takım kriterler konularak ekrana hata mesajları çıkması sağlanmıştır. Örneğin suyun Re sayısı 2300 den küçük çıkarsa program uyarı vererek mantıksal olarak 2300 den büyük olması gerektiğini söylüyor. 13. Deri Programlama mantığı Program kendi üzerinde birçok değişiklik yapmaya müsaittir. Ayrıca Program Delphi özeliği olarak executabl (SDIApp.exe) dönüşerek herhangi bir bilgisayarda Delphiden bağımsız olarak çalışabilmektedir. XX
Özet (Çeviri)
The Subject of this thesis is The Effect of the Number of Tube Rows on Design of Plate and Fin-Tube Heat Exchangers. Plate and fin-tube heat exchangers are very common in various kind of industry such as air-conditioning, heating, air-cooled condensers etc. Many manufacturers have programs on the design of compact heat exchangers.Discrepancies between these models is the major concern. For this purpose a computer program was implemented in the present study including the different surfaces in the related literature. In this program the inlet and outlet conditions, exchanger face area, and fin spacing datas are entered by the user. The Number of tube rows, Q(Cooling or heating load), total heat transfer area, air velocity, water velocity and dimensions of all the surface data can be seen as the ouputs of the program in a Windows screenview. This program is written in BORLAND-DELPHI and it can be compiled as an executable file and run in different computers with no need using DELPHI.
Benzer Tezler
- Ege bölgesi bazı teras alanlarında ileri eğimli basamak seki terasların şekil özellikleri üzerinde bir araştırma
Başlık çevirisi yok
HALİL BAKİ ÜNAL
- Kanda dolaşan serbest nötrofil miktarlarının kan ldl seviyesi üzerine etkisi
The effect of the number of circulating neutrophils on blood ldl level
MUSTAFA SEVİM
- Mesane kanserli hastalarda uygulanan radikal sistektomi sırasında diseke edilen lenf nodu sayısının sağkalım üzerine etkisi
The effect of the number of dissected lymph nodes on survival during radical cystectomy in patients with bladder cancer
CANER BARAN
