Geri Dön

Spiral kanatlı-borulu ısı değiştiricilerin ısıl-hidrolik özelliklerinin incelenmesi

Investigation of the thermal-hydraulic characteristics of spiral finned-tube heat exchangers

  1. Tez No: 805084
  2. Yazar: RAMAZAN YILMAZ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. NECDET ÖZBALTA
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Ege Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Enerji Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 456

Özet

Bu çalışmanın amacı doğrultusunda spiral kanatlı borulu ısı değiştiricisinin ısıl ve hidrolik özellikleri incelenmiştir. Çalışma L-ayaklı spiral kanat formu ile sınırlandırılmıştır. Karşılaştırma için kanatsız ısı değiştiricisi kullanılmıştır. Çapraz akışlı ısı değiştiricilerinde borular kaydırılmış sıralı olarak düzenlenmiştir. Sabit su giriş hacimsel debisi (2,3 l/dk) ve çevre havası koşullarında, yedi farklı su giriş sıcaklığı (40 °C ila 70 °C) ve hava giriş hızı (3,40 m/s ila 7,90 m/s) için deneysel ve sayısal çalışma yapılmıştır. Deneysel çalışmada sıcaklık etkinliği-geçiş birimi sayısı (P-NTU) yöntemi kullanılmıştır. Sayısal çalışmada COMSOL Multiphysics programında kanatlı için RANS k-epsilon ve kanatsız için RANS SST türbülans modeli kullanılmıştır (sürekli rejim koşullarında). Çalışmada belirsizlik, hata ve istatistiksel analiz yapılmıştır. Reynolds sayısı 9043,47 ila 21578,67 aralığında değişmiştir. Çalışma sonucunda ortalama ısı geçişi, P1 ve P2 sıcaklık etkinliği, toplam ısı geçiş katsayısı, kanat verimi, toplam yüzey verimi, ısı taşınım katsayısı, Nusselt sayısı, Colburn j faktörü, basınç düşümü ve Fanning f sürtünme faktörü değerleri elde edilmiştir. Ayrıca deneysel bağıntılar önerilmiştir. Boyutsuz maksimum sıcaklık farkı (BMSF) yeni bir parametre olarak önerilmiştir. Isı değiştiricisine kanat eklenmesi, yüzey akış alanı fayda faktörünü, iç hacim iyilik faktörünü, iyileştirme oranını, performans indeksini ve verim indeksini sırasıyla ortalama 3,66; 3,70; 4,41; 1,57 ve 3,66 kat arttırmıştır. Kanat eklenmesi ısı değiştiricisinin performansını olumlu yönde etkilemiştir.

Özet (Çeviri)

For the purpose of this study, the thermal and hydraulic characteristics of the spiral finned tube heat exchanger were investigated. The study is limited to the L-footed spiral fin form. A bare tube heat exchanger was used for comparison. In cross-flow heat exchangers, the tubes are in staggered arrangement. At constant water inlet volumetric flow rate (2.3 l/min) and ambient air conditions, experimental and numerical studies were carried out for seven different water inlet temperatures (40 °C to 70 °C) and air inlet velocity (3.40 m/s to 7.90 m/s). In the experimental study, the temperature effectiveness-the number of transfer units (P-NTU) method was used. In the numerical study, the turbulence model RANS k-epsilon for finned tube and RANS SST for bare tube were used in COMSOL Multiphysics program (steady-state conditions). Uncertainty, error and statistical analysis were performed. The Reynolds number ranged from 9043.47 to 21578.67. As a result of the study, average heat transfer, P1 and P2 temperature effectiveness, overall heat transfer coefficient, fin efficiency, total surface efficiency, heat transfer coefficient, Nusselt number, Colburn j-factor, pressure drop and Fanning f-friction factor values were obtained. Experimental correlations are proposed. The dimensionless maximum temperature difference (DMTD) is proposed as a new parameter. The addition of fins to the heat exchanger increased the surface flow area goodness factor, the volume goodness factor, enhancement ratio, performance index and efficiency index on average 3.66, 3.70, 4.41, 1.57 and 3.66 times, respectively. The addition of fins affected the performance of the heat exchanger positively.

Benzer Tezler

  1. Gövde borulu ısı değiştiricisinde saptırıcı geometrisi ve bazı nanoakışkanların ısı transferine etkisi

    The baffle geometry in shell and tube heat exchangers and the effect of some nanofluids on heat transfer

    HURİ FİRDEVS FURKAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    EnerjiKahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET KAYA

  2. Kanatlı dairesel borularda ısı transfer etkinliğinin incelenmesi

    Investigation of the heat transfer effectiveness of finned circular tubes

    ERHAN KIRTEPE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    EnerjiEge Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NECDET ÖZBALTA

  3. Dairesel kanatlı-boru demetlerinde hava tarafı ısı geçişi ve akış özelliklerinin deneysel incelenmesi

    Experimental investigation of air-side heat transfer and flow characteristics in circular finned tube banks

    EREN FİKRET KURTOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Makine MühendisliğiEge Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NECDET ÖZBALTA

  4. İstanbul piyasasında satışa sunulan çeşitli kanatlı eti ve ürünlerinde Camylobacter Jejuni'nin varlığı üzerine araştırmalar

    Investing on the presence of Campylobacter Jejuni in the various poultry meat and products marketing in Istanbul

    DAVOD GHALEHKEFA DİZGAH

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1996

    Besin Hijyeni ve Teknolojisiİstanbul Üniversitesi

    PROF.DR. ÖZER ERGÜN

  5. Campylobacter jejuni'ye karşı koruyucu immüniteye yol açan antijenlerin tespiti ve potansiyel kullanım alanlarının araştırılması

    Detection of antigens leading protective immunity against campylobacter jejuni and investigation of potantional application area

    MELDA MERAL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    MikrobiyolojiÇukurova Üniversitesi

    Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FATİH KÖKSAL