Optimization of air to air cross flow heat exchanger
Hava hava enine akım ısı eşanjörü optimizasyonu
- Tez No: 927488
- Danışmanlar: PROF. DR. ABDULLAH ULAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 159
Özet
Bu çalışmada savaş uçağı iklimlendirme sistemi için enine akım hava hava ısı eşanjörü optimize ve analiz edilmiştir. Yolculara ve mürettebata güvenli ve konforlu bir ortam sağlamak için iklimlendirilmiş hava sürekli olarak sağlanmalıdır. Bu amaçla az miktarda yüksek sıcaklık ve basınçtaki hava, motor kompresörünün çeşitli kademelerinden çekilir ve 'hava tahliyesi' olarak adlandırılır. Hava tahliyesi sıcaklığı ısı eşanjörleri kullanılarak düşürülebilir. Bu nedenle hava araçları için yüksek performanslı, hafif ve küçük boyutlu (kompakt) ısı eşanjörü tasarımı çok önemlidir. Bu çalışmada, genetik algoritma optimizasyon metodu kullanılarak jenerik süpersonik uçaklar için optimum hava hava enine akım ısı eşanjörü tasarımı yapılmıştır. İlk olarak hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) kullanılarak, şaşırtmalı ve dalgalı kanatlar için parametrik termal ve hidrodinamik performans formülleri yaratılmıştır. Bütün HAD analizleri Ansys Fluent 16.0 yazılımı kullanılarak yapılmıştır. Bu çalışma ısı eşanjörleri için literatürde var olmayan kanat şekilleri tasarımına izin vermektedir. Kanat yüksekliği, kanat aralığı, dalga boyu ve Reynolds Numarası gibi bazı geometrik ve akış parametreleri optimizasyon için seçilmiştir. Sonrasında ise çok amaçlı genetik algoritma; maksimum ısı transferi, minimum hacim ve minimum ram havası objektif fonksiyonları için uygulanmıştır. Optimizasyon için Matlab yazılımı kullanılmıştır. Son olarak; optimize tasarım, hesaplama yükünü düşürmek amacıyla, detaylı ısı eşanjörü modeli yerine tam ölçek gözenekli ortam HAD yaklaşımı ile doğrulanmıştır.
Özet (Çeviri)
An air to air cross flow heat exchanger for a jet fighter air conditioning system is optimized and analyzed in this work. Conditioned air should be supplied continuously in order to provide a safe and comfortable environment for passengers and crew. For this purpose, a small amount of highly pressurized and heated air is extracted from different stages of engine compressor, which is called 'bleed air'. Bleed air temperature can be decreased by heat exchangers. Therefore, design of high performance, lightweight and small volume (compact) heat exchangers for aircrafts is very important. In the present study, optimum air to air cross flow heat exchangers are designed for generic supersonic aircrafts by using genetic algorithm optimization method. Firstly, parametric thermal and hydrodynamic performance formulae are created for offset-strip fin and wavy fin heat exchanger by using computational fluid dynamics (CFD). Ansys Fluent 16.0 software is used for all CFD analyses. This study allows designing unavailable fin shapes in literature for heat exchangers. Several geometrical and flow parameters such as fin height, fin spacing, wavelength, and the Reynolds number are selected for optimization. Then, multi-objective genetic algorithm is applied by choosing maximum heat transfer, minimum volume, and minimum ram air mass flow rate as three objective functions. Optimization is achieved by using Matlab commercial software. Finally, optimized design is validated by full scale CFD analysis using porous media approach instead of modelling full details of the heat exchanger in order to decrease computational effort.
Benzer Tezler
- Otomobil radyatörlerinin ısıl performans optimizasyonunun nümerik incelenmesi
Numerical investigation into thermal performance optimization of automobile radiators
AHMET SERHAN CANBOLAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RECEP YAMANKARADENİZ
- Çevresel faktörlerin hava araçlarında kullanılan ısı değiştirici tasarımına etkisi
The effect of environmental factors on the design of heat exchanger used in aircraft
RAHİME İNYURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NAFİZ KAHRAMAN
- Airfoil tip kanatlı çapraz akışlı ısı değiştiricisinde akış ve ısı transferinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of flow and heat transfer in airfoil type finned cross flow heat exchanger
OKAN KAAN AKSUOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSAK KOTCİOĞLU
- Çapraz akışlı (HRV) sisteminde farklı kanatçıkların ısı ve akışın deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of the heat and flow in a cross-flow (HRV) heat exchanger system
MANSOUR NASIRI KHALAJI
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İSAK KOTCİOĞLU
- Farklı helis yapılarında çapraz akışlı ısı değiştiricinin box-Bhenken deney tasarımı uygulanarak yapay sinir ağları ve yüzey yanıt yöntemiyle ısı transferi ve akış performans optimizasyonu
Performance optimization heat transfer and flow in a cross-flow heat exchanger with different helical structures through box-Bace methodology
MEHMET YOLADI
Doktora
Türkçe
2025
EnerjiErzurum Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EDA FEYZA AKYÜREK
PROF. DR. İSAK KOTCİOĞLU