Gövde helisel borulu bir ısı değiştiricinin performansının spiral kanatçıklar eklenerek iyileştirilmesi
Performance improvement of a shell and helically coiled tube heat exchanger using spiral fins
- Tez No: 942266
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ATA HANLAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Tarsus Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışması, geleneksel gövde helisel borulu ısı değiştiricilerin ısıl performansını artırmak amacıyla, düşük maliyetli ve kolay uygulanabilir yenilikçi bir tasarım sunmaktadır. Geliştirilen tasarımda, sıcak akışkanın dolaştığı helisel boru etrafına spiral kanatçıklar eklenmiş ve soğuk akışkanın bu boru etrafında dolaşması sağlanarak ısı transfer verimliliğinin artırılması amaçlanmıştır. Bu düzenleme sayesinde, akışın daha düzenli dağılımı ve ısı transfer yüzeyinin daha etkin kullanımı sağlanmıştır. Çalışma kapsamında, öncelikle yeni tip akış kanalına sahip spiral kanatçık entegreli gövde helisel borulu ısı değiştiricinin sayısal simülasyonları, ANSYS Fluent yazılımı kullanılarak hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemiyle gerçekleştirilmiştir. Sayısal analizler, iç borunun akışı düzenleyerek, spiral kanatçıkların ise soğuk akışkanı helisel boru yüzeyinde homojen şekilde dağıtıp türbülans oluşturarak ısı transferini belirgin bir şekilde artırdığını göstermiştir. Sayısal bulguları doğrulamak amacıyla, geliştirilen yeni tip akış kanalına sahip spiral kanatçık entegreli gövde helisel borulu ısı değiştiricinin bir prototipi üretilmiş ve farklı hacimsel debilerde saf su kullanılarak ısıl performans testleri yapılmıştır. Deneysel veriler ile sayısal simülasyon sonuçları karşılaştırıldığında, soğuk akışkan çıkış sıcaklıkları arasında ortalama %3,9 oranında bir fark elde edilmiştir. Yapılan çalışmada elde edilen tüm bulgular, iç boru ve spiral kanatçıkların eklenmesinin, gövde helisel borulu ısı değiştiricinin ısıl verimini önemli ölçüde artırdığını göstermiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis study presents an innovative, low cost, and easily applicable design to enhance the thermal performance of conventional shell and helically coiled tube heat exchangers. In the developed design, spiral fins have been added around the helical tube through which the hot fluid flows, and cold fluid's flow over this tube is provided to increase heat transfer efficiency. This arrangement ensures a more uniform flow distribution and more effective use of the heat transfer surface. In this context, numerical simulations of the spiral fin integrated shell and helically coiled tube heat exchanger with a new flow channel design has been conducted using the computational fluid dynamics method in ANSYS Fluent software. Numerical analyses showed that the inner tube improves heat transfer by regulating the flow, while the spiral fins distribute the cold fluid homogeneously over the helical tube surface and create turbulence, which significantly enhance heat transfer. To validate these findings, a prototype of the desgined shell and helically coiled tube heat exchanger with a new flow channel design and spiral fins was manufactured and experimented using pure water at various volumetric flow rates. Comparing the experimental findings with the numerical simulation results showed an average difference of 3.9% in the cold fluid outlet temperatures. Overall findings of the study indicated that simultaneous utilization of the inner tube and spiral fins importantly enhanced the thermal efficiency of the shell and helically coiled tube heat exchanger.
Benzer Tezler
- Helisel borulu ısı değiştiricilerin sayısal ve deneysel analizi
Numerical and experimental analysis of helically-coiled heat exchangers
AZİM DOĞUŞ TUNCER
Doktora
Türkçe
2022
EnerjiGazi ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADNAN SÖZEN
- Helisel sarılı ısı değiştiricilerde farklı geometrik özelliklerin ısı transferine etkisinin deneysel ve sayısal olarak araştırılması
Experimental and numerical investigation of the effect of different geometrical properties on heat transfer in helical coiled heat exchangers
MUSTAFA CANER
Doktora
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiSivas Cumhuriyet ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERTAN BUYRUK
- Partikül içeren sıvı gıda ürünlerinin soğutulması amacıyla ısı değiştirici tasarımı
Heat exchanger design for cooling process of particulated liquid food products
KÜBRA BULDUK ŞAHİN
Doktora
Türkçe
2026
Gıda MühendisliğiAnkara ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FERRUH ERDOĞDU
- Siklon giriş geometrisinin siklon verimine etkisinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Experimental and numerical investigation of the effect of cyclone entrance geometry on cyclone efficiency
ALİ ÖNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Makine MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUHARREM HİLMİ AKSOY