Kombilerde kullanılan ısı değiştiricisinin sayısal analizi

Abstract

Bu tez çalışmasında kombi cihazlarında kullanılan bir ısı değiştiricisin performansı farklı kanat geometrileri için sayısal olarak incelenmiştir. Analiz kombi çalışma şartları dikkate alınarak gerçekleştirilmiştir. Çalışmada sayısal modelleme için FLUENT hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) paket programı kullanılmıştır. 3 boyutlu gerçekleştirilen analizde türbülans modeli olarak k-ε tercih edilmiştir. Isı değiştiricisi iki yarım kanat ve aralarından akan sıcak gaz hacmini kapsayacak şekilde modellenmiştir. Oluşturulan modellerde hem taşınım hem de iletimin olduğu bileşik ısı transferi çözümü gerçekleştirilmiştir. Isı değiştiricisinde düz kanat profili referans alınarak dalgalı kanatlar için ısı transferi ve basınç düşümü değerlerinin değişimi araştırılmıştır. Dalgalı kanat profili için dalga açısı ve dalga yarıçapı değişken geometri parametreleri olarak incelenmiştir. Sıcak gaz çıkış sıcaklığı, suya geçen ısı miktarı ve ısı değiştiricisinde meydana gelen basınç düşümü sonuçları farklı geometriler için hesaplanmıştır. Düz kanatlar ile karşılaştırıldığında dalgalı kanatlarda yanma sonu gazları çıkış sıcaklığında ortama 4 K ve suya geçen ısı miktarında ortalama 0.68 W düşüş elde edilmiştir. Bununla birlikte ısı değiştiricisindeki basınç düşüşü işe ortalama % 70 oranında arttığı hesaplanmıştır.

In this study, performance of a heat exchanger used in combi boilers was investigated numerically for different fin geometries. Analyses were performed at the boiler operation conditions. FLUENT, computational fluid dynamics (CFD) software package, was used for numerical analaysis. 3-D analysis was carried out and k-ε model was preferred as turbulence model. The heat exchanger was modelled by considering half-fins and hot gas volume between them. Conjugate heat transfer solution that's both convection and conduction was performed for models. Flat fin geometry was taken as a reference for investigation. Variation of the heat transfer and pressure drop values for the wavy fin based to the refernce geometry was examined. Outlet temperature of hot gases, heat transfer to the water and pressure drop for the heat exchenger were calculated and presented for different geometries.