Dergiler / Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi / 2019 / Cilt: 8 - Sayı: 1
DÜZ PLAKALI BORULU BİR ISI DEĞİŞTİRİCİSİNİN OPTİMUM KANATÇIK ARALIĞININ SAYISAL ANALİZİ
- Sayfa
- 479–501
- DOI
- —
Özet
Bu çalışmada; düz plakalı borulu ısı değiştiricisi için, kanatçıklar arasındaki mesafenin ısı transferi ve basınç düşüsüne etkisi incelenmiştir. Sayısal analizlerde; yanmış gazın arasından geçtiği iki yarım kanatçık ve borudan oluşan bir model seçilmiştir. Yanmış gazın oluşturduğu basınç düşüşü, sıcaklık ve hız dağılımı değerleri bulunarak, modeldeki kanatçıklar arasındaki mesafenin (Lz) değişiminin ısı transferine etkisi incelenmiştir. Model üzerinde, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) analizleri FLUENT paket yazılımı, modelin çizim ve ağ yapısının oluşturulması GAMBİT paket yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Hesaplamalarda, korunum denklemlerinin 3 boyutlu kararlı rejimdeki, laminer akış şartları dikkate alınmıştır. Modellerde taşınım ve iletimin olduğu bileşik ısı transferi çözümü yapılmıştır. Hesaplara göre, ısı transferinin Lz= 2,75-3 mm arasındaki değerlerde maksimum olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Oluşturulan sistem model için ortalama Nusselt (Nu) sayısına ait, Reynolds (Re) ve Prandtl (Pr) sayılarına bağlı korelasyon eşitlikleri elde edilmiştir. Basınç düşüşünden dolayı gerekli olan ilave enerji miktarı, kazanılan ısı transferi miktarına göre çok az değerde kaldığı tespit edilmiştir.
Abstract
In this study, effects on the heat transfer and pressure drop of the distance between the fins were investigated for plain-fin-tube heat exchanger. Numerical analyses; a model consisting of two half fins and pipe through flu gases has been chosen. The effect on the variation of distance (Lz) between the fins on the model was investigated by calculating pressure drop, temperature and velocity distribution values generated by the flu gas. On the model, Computing Fulid Dynamics (CFD) analyzing were carried out by using FLUENT package software and by GAMBIT for the model drawing and meshed. In the calculations, the conservation equations were considered in steady-state, 3-D and laminar flow conditions. In the models, conjugate heat transfer were figured out. According to calculations, the heat transfer in the maximum value of between Lz = 2,75-3 mm has been concluded. Correlation equations were obtained average Nusselt (Nu) number as functions of Reynolds (Re) and Prandtl (Pr) numbers for generated system model. Additional energy value due to pressure drop has been determined too small according to gain heat transfer value.