Geri Dön

Atık ısı geri kazanımında kullanılacak olan plakalı-kanatçıklı ısı değiştiricisinin had analizi ile termal ve hidrolik karakteristiğinin incelenmesi

Investigation of thermal and hydraulic characteristics of plate-fin heat exchanger to be used in waste heat recovery system with cfd

  1. Tez No: 814319
  2. Yazar: DİREN DENİZ ÇİÇEK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ŞENOL BAŞKAYA
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 147

Özet

Plakalı-kanatçıklı ısı değiştiricileri atık ısı geri kazanım sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle gaz-gaz akışkan çiftinin olduğu sistemlerde gaz tarafında ısı transfer katsayısı düşük olduğundan arttırılmış yüzeylere ihtiyaç duyulmaktadır ve plakalı-kanatçıklı ısı değiştiricileri bu soruna uygun bir çözüm sunmaktadır. Bu yüzden plakalı-kanatçıklı ısı değiştiricilerinin termal ve hidrolik performansının incelenmesi önem kazanmaktadır. Yapılan bu çalışmada öncelikle plakalı-kanatçıklı ısı değiştiricileri için bir tasarım prosedürü literatürdeki çeşitli korelasyonları ve bağıntıları kullanarak geliştirilmiştir. Ardından geliştirilen bu analitik metodun doğrulanması için FloEFD ortamında HAD analizleri yürütülmüştür. Bu sayede analitik ve nümerik sonuçlar mukayese edilmiştir ve tasarım prosedürü doğrulanmıştır. Sonrasında ise plakalı-kanatçıklı ısı değiştiricilerinde farklı kanatçık tiplerinin termal ve hidrolik karakteristiği tam boyutlarda yapılan analizler sonucunda incelenmiştir ve kaydırılmış eksenli ve deliklere sahip kanatçıkların yüksek bir performans sergilediği sonucuna varılmıştır. Bunun neticesinde literatür araştırmaları da göz önüne alınarak literatürde bu tarz kanatçıklar için Colburn faktörünü ve sürtünme faktörünü veren korelasyonların daha önceden sunulmadığı sonucuna varılmıştır. Yapılan çalışmanın devamında ise yüksek bir termo-hidrolik performans sergileyen kaydırılmış eksenli ve deliklere sahip kanatçıklar için Colburn faktörü ve sürtünme faktörünü veren korelasyonlar farklı Reynolds sayılarında ve kanatçık parametrelerinde gerçekleştirilen parametrik HAD analizleri ve non-lineer regresyon analizleri neticesinde literatüre kazandırılmıştır.

Özet (Çeviri)

Plate-fin heat exchangers are widely used in waste heat recovery systems. Especially where both working fluids are gaseous, there is a need for extended heat transfer surface areas, since the heat transfer coefficients at the gas sides are lower and plate-fin heat exchangers provide a suitable solution for this problem. That is why it is important to investigate thermal and hydraulic characteristics of plate fin heat exchangers. In this study, first of all a design methodology for plate-fin heat exchangers has been developed by using several correlations and formulas available in the literature. Then, in order to validate the design procedure CFD simulations are conducted in a FloEFD environment. As a result, analytical and numerical results are compared and the design procedure has been validated. After that, plate-fin heat exchangers with different fin configurations have been analyzed at full scale analysis with the help of CFD, and it is concluded that offset strip fins with holes perform a higher thermal and hydraulic performance. In the light of this result and also considering the literature survey it was concluded that Colburn factor and friction factor correlations have not been studied before. In the continuation of the study, Colburn factor and friction factor correlations for offset strip fins with holes, which results in higher thermal and hydraulic performance, has been presented to the literature with the help of a parametric CFD analysis, in which fin parameters and Reynolds numbers had various values and with the help of non-linear regression analysis.

Benzer Tezler

  1. Endüstride ısı pompası kullanılarak atık ısıdan ısı geri kazanımının teorik ve deneysel incelenmesi

    Theoretical and experimental analysis of heat recovery from waste heat in industry by using heat pump

    NURETTİN YAMANKARADENİZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Makine MühendisliğiUludağ Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUHİDDİN CAN

  2. Gemilerde atık enerjinin transkritik organik rankine çevrimi ile geri kazanımı

    Recovery with waste energy transcrital organic ranking cycle in ships

    İBRAHİM KAYA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    EnerjiYıldız Teknik Üniversitesi

    Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YASİN ÜST

  3. Tertiary treatment of Paşaköy Advanced Wastewater Treatment Plant effluent by biological activated carbon (BAC)

    Paşaköy İleri Biyolojik Atıksu Arıtma Tesisi çıkış suyunun biyolojik aktif karbon sistemi kullanılarak yeniden kullanılması

    ÇİĞDEM KALKAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    Çevre MühendisliğiMarmara Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. KOZET YAPSAKLI

  4. Microalgae growth in anaerobic digestate for high-value product recovery

    Anaerobik çürütücü çıkış suyunda büyütülen mikroalglerden değerli ürün geri kazanımı

    HANDE ERMİŞ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MAHMUT ALTINBAŞ

  5. Baca gazlarından atık ısı geri kazanımının deneysel olarak incelenmesi

    An experimental investigation of heat recovery from chimney gases

    AHMET KUVEL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2005

    Makine MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    PROF.DR. OKTAY ÖZCAN