Süperhidrofobik yüzeylerin plakalı eşanjör performansına etkilerinin deneysel incelenmesi
Experimental investigation of the effects of superhydrophobic surfaces on plate heat exchanger performance
- Tez No: 868902
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA ÖZBEY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Contalı Plakalı Isı Eşanjörü, Süperhidrofobik Malzemesi, Isı Transferi, Basınç Kaybı, Yerel Kayıplar, Gasketed Plate Heat Exchanger, Superhydrophobic Material, Heat Transfer, Pressure Loss, Local Losses
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ondokuz Mayıs Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 109
Özet
Bu çalışmada, contalı plakalı ısı eşanjör plakalarının ıslak yüzeylerine kaplama yöntemi ile süperhidrofobik özellik kazandırılarak farklı sıcaklık koşullarında eşanjör performansına etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Isı transfer performansının değerlendirilmesi için ısı transferi, etkinlik ve NTU (Number of Transfer Units), ayrıca hidrodinamik olarak da basınç kaybı ve pompalama gücü test edilmiştir. Süperhidrofobik kaplama malzemesi olarak, ticari olarak temin edilen süperhidrofobik solüsyon malzemesi kullanılmıştır. Deneyler, 32, 52, 71 ℃ olmak üzere 3 farklı sıcaklık koşullarında ve 3 farklı debide, dolayısıyla Reynolds sayısında çalıştırılmıştır. Deneyde kaplamalı eşanjörler kaplamasız eşanjörlere göre ısı transferini sırasıyla %45, %25, %17 oranlarında kötüleştirirken yerel basınç kayıpları %13, %10, %8 ve pompa gücü %24, %30, %23 oranlarda iyileştirmektedir. Elde edilen süperhidrofobik yüzeylerin temas açısı 159,59o olarak ölçülmüştür. Elde edilen sonuçlar, süperhidrofobik yüzeylerin contalı plakalı ısı eşanjörlerinin performansını önemli ölçüde etkilediğini göstermektedir. Süperhidrofobik yüzeyler, ısı transferini kötüleştirirken basınç kayıplarını dikkate değer ölçüde azaltmaktadır. Bu çalışma, ısı eşanjörlerinde süperhidrofobik kaplamaların kullanımının önemli avantajlar sunduğunu ortaya koymaktadır. Süperhidrofobik kaplamaların uygulanması, enerji tasarrufu sağlamak, sistemin verimliliğini artırmak ve işletme maliyetlerini azaltmak için etkili bir strateji sumaktadır. Özellikle, endüstriyel uygulamalarda yüksek potansiyel arz etmektedir.
Özet (Çeviri)
This study experimentally investigated the effects of imparting superhydrophobic properties to the wet surfaces of plate heat exchanger plates using a coating method, and the impact on the exchanger's performance under different temperature conditions. To evaluate the heat transfer performance, heat transfer, effectiveness, and the Number of Transfer Units (NTU) were tested, as well as the pressure drop and pumping power from a hydrodynamic perspective. A commercially available superhydrophobic solution material was used as the superhydrophobic coating. The experiments were conducted at three different temperature conditions (32°C, 52°C, and 71°C) and three different flow rates, thus Reynolds numbers. Compared to the uncoated exchangers, the coated exchangers degraded heat transfer by 45%, 25%, and 17%, respectively, while improving local pressure losses by 13%, 10%, and 8%, and pump power by 24%, 30%, and 23%. The superhydrophobic surfaces achieved a contact angle of 159.59°. The results show that superhydrophobic surfaces significantly affect the performance of plate-and-frame heat exchangers. While superhydrophobic surfaces deteriorate heat transfer, they considerably reduce pressure losses. This study demonstrates the significant advantages of using superhydrophobic coatings in heat exchangers. Applying superhydrophobic coatings presents an effective strategy for achieving energy savings, improving system efficiency, and reducing operating costs, especially with high potential in industrial applications.
Benzer Tezler
- Surface modification of 3D printed polylactic acid objects
3D baskılı polilaktik asit objelerinin yüzey modifikasyonu
EDA HAZAL TÜMER
Doktora
İngilizce
2022
Kimya MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSNÜ YILDIRIM ERBİL
- Generation of superhydrophobic surfaces by electrospinning process
Süperhidrofobik yüzeylerin elektrodokuma yöntemi ile üretimi
KAZIM ACATAY
Doktora
İngilizce
2004
Kimya MühendisliğiSabancı ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YUSUF ZİYA MENCELOĞLU
- Süperhidrofobik seramik yüzeylerin geliştirilmesi
Devolopment of superhydrophobic ceramic surfaces
NAZIM KUNDURACI
- Sıvı fazda silikon-filament büyütme ile süperhidrofobik yüzeylerin elde edilmesi
Preparation of superhydrophobic surfaces by silicone-filament growth in solution phase
EMİNE GÖZDE ATICI
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
KimyaGebze Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İLKE ANAÇ
PROF. DR. HÜSNÜ YILDIRIM ERBİL
- Fabrication of micropores on polydimethylsiloxane surface via steam annealing process
Polidimetilsiloksan yüzey üzerinde buhar tavlama prosesi ile mikro gözeneklerin oluşturulması
SEVDE ÖMEROĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
KimyaGebze Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMED ENES ORUÇ