Tek geçişli çapraz akışlı plakalı ısı değiştiricisi optimizasyonu

Abstract

ÖZET Anahtar Kelimeler: Plakalı ısı değiştiricisi, ayrıştırma kanalı Deneysel ve teorik olarak iki aşamada yapılan bu çalışmada, plakalı ısı değiştiricilerinden tek geçişli çapraz akımlı ısı değiştiricisi için, akışkanın kendi içinde karışmaması için konstrüktif önlem alınması veya alınmaması durumunda, ısı değiştiricilerinin verimliliği incelenmiştir. Bu çalışmada birbirine paralel levhalar arasına yerleştirilen üçgen profilli ayrıştırma kanalları kullanarak ve kullanmayarak yapılan deneylerle elde edilen ısı akıları karşılaştırılmıştır. Çalışmanın amacı, belli bir levha aralığında ayrıştırma kanallarının verimliliği ne ölçüde etkilediğini ortaya çıkarmaktır. Böyle bir araştırma yapma gereği, ısı değişicilerinin bir kalite göstergesi olan; kullanılan birim malzeme yüzeyi basma transfer edilen ısı akışını en üst düzeye çıkarma çabasıdır. Saç levhalar şekillendirilerek üretilen ayrıştırma kanalları birbirlerine paralel levhalara belirli yerlerde temas etmektedirler. Bu durum bir taraftan iletim dirençlerini arttırırken, diğer taraftan akışkanın karışmasını engellediği için, sıcaklık alanını istenen şekilde oluşmaktadır. Çalışmanın kapsamı; "Belirlenen bir geometri esas alınarak, ısı geçişinin literatür verileri yardımı ile ayrıştırma kanallı (ak.lı) ve ayrıştırma kanalsız (ak.sız) olarak ayrı ayrı hesaplanması ve sonuçların, yapılacak olan deneylerle karşılaştırılarak, ayrıştırma kanalı olarak kullanılan malzemenin, ısı transfer eden bir yüzey olarak kullanılması durumunda hangi kazanç ve kayıpların olduğunun belirlenmesi" şeklinde sınırlandırılmıştır. Elde edilen deney sonuçları ayrıştırma kanalı kullanılarak ısı geçişinin %12 oranında iyileştiğini göstermiş, ancak imalatta kullanılan malzeme miktarı yaklaşık xı3 kat artmıştır. Bu sonuçların nicel mukayesesi ancak kullanım alanına bağlı olarak yapılabilir. Çünkü ısı değiştiricisinde kullanım amacına göre maliyet yada verim önceliklidir. Deney sonuçları, literatürde verilen ampirik bağıntılar ile hesaplanan sonuçlarla uyumludur. xıı

THE OPTIMIZATION OF SINGLE PASSING CROSS FLOW PLATE HEAT EXCHANGERS Key Words: Plate heat exchangers, Fin The aim of this study is to increase the efficiency of the plate heat exchanger in the case of employing and not employing constructive considerations to interrupt the fluid mixing. This study is constituted from experimental and theoretical parts The efficiency of plate heat exchangers is explained. In this study, both experimental and theoretical studies were carried out to evaluate the effect of fins on the heat fluxes. Fins formed by using sheet iron contact a certain place on parallel plates. This contact increases thermal conduction resistance and prevents fluid mixing. Consequently, the temperature gradient increase resulted from using fin. The extend of the study: With the principle of a difisute geometry, the calculating of the heat transfer with fin and without fin separately and determining the results by testing the reality and finding out the gain and loss when using the fin materials as a heat transferring surface. The experimental results by using fin show that, since the heat transfer is increased 12 %, the amount of material necessary for production is rise up approximately 3 times. A good agreement between the results of experimental and empirical equations in the literature is also observed. xm