İyileştirilmiş yüzeyler arasında taşınımla ısı geçişinin sayısal incelenmesi

Abstract

Levhalı ısı değiştiricilerinin esasını oluşturan dalgalı yüzeyli iki levha arasında ısı geçişi ve basınç düşüşü sayısal olarak incelenmiştir. Levhalı ısı değiştiricileri paralel şekilde yerleştirilmiş dalgalı yüzeyli levhaların bir araya getirilmesiyle oluşturulur. Levhalar arasındaki dalgalı geometri sayesinde akış esnasında akışkanın yönü ve hızı sürekli olarak değişmekte, bu sayede, ısı geçişini arttıran türbülanslı akışlara düşük Reynolds sayılarında ulaşılabilmektedir.Bu çalışmada tam gelişmiş akış ve sabit yüzey akısı için, daralan-genişleyen levhalar arasında akmakta olan havanın ısı taşınım katsayısı ve basınç düşüşü sayısal olarak incelenmiştir. Levhaların ısıl bir modeli yapılmış ve bu model, sonlu elemanlar yöntemiyle çözüm yapan ANSYS yazılım programı, Sayısal Akışkanlar Dinamiği Modunda (CFD) kullanılarak ısı taşınım katsayısı ve basınç düşüşü hesaplanmıştır. Bulunan sayısal sonuçlar, deneysel verilerle karşılaştırılmış ve sonuçların uyum içinde olduğu gözlenmiştir.

Numerical analysis were made to determine convection heat transfer and pressure drop characteristics for corrugated ducts which are basic channel geometry in plate heat exchanger because of their efficient heat exchange capabilities. They consist of pack of rectangular pressed plates, suspended vertically and clamped together in a frame by tie bars or screws. The plates produce turbulance at low velocities because the fluid flow with many abrupt changes in direction and velocities. The turbulence, created by the shape of the plate pattern, reduces the liquid film resistance to heat transfer more efficiently than turbulance created by high flow rates and pressure in conventional heat exchangers.The forced convection heat transfer coefficients and friction factor in converging-diverging ducts were determined numerically for air, in the Reynolds numbers range of 2076-6886. Using ANSYS finite element software with CFD codes (Computational Fluid Dynamic), numerical analysis were made for the problem, assumed to be two- dimensional with constant properties of air and compared with experimental data.