Gövde Boru Tipi Isı Değiştiricisinin Comsol Multiphysics Programında Sayısal Modellenmesi

Özet

Çalışmamızda parabolik oluklu güneş kolektörü (PTSC) ile organik Rankine çevriminin entegre olarak çalıştığı sistemin bileşenleri arasında yer alan gövde – boru tipi ısı değiştiricisinin COMSOL Multiphysics® programında çoklu fizik (ısı transferi ve akışkanlar mekaniği) modellemesi yapılmıştır. Bu modelleme sonucunda programa girilen şartlar için ısı değiştiricisine ait hız ve sıcaklık dağılımları gövde tarafı akışkan debisi değiştirilerek karşılaştırmalı olarak oluşturulmuştur. Buna ek olarak, gövde tarafı akışkan debisi değiştirilerek ısı transferi, ekserji verimi ve ısı değiştiricisi etkenliğine olan etkisi de incelenmiştir. Bu çalışmanın sonucunda gövde tarafı akışkanın kütlesel debisinin 27,5 kg/s’den 137,5 kg/s’ye artmasıyla ısı değiştiricisi boyunca sıcaklık farkının azaldığı görülmüş ve akışkan hızının arttığı tespit edilmiştir. Öte yandan gövde tarafı akışkan debisinin arttırılması ile ısı transferi ve ekserji verimi artarken; ısı değiştiricisi etkinliğinin azaldığı tespit edilmiştir. Bu çalışmanın amacı, mevcut olarak bulunan ısı değiştiricisinin ısı transferi miktarını arttırarak ve basınç düşümünü azaltarak ısı değiştiricisinin performansını arttırıp ve ısı değiştiricilerinin tasarımı/modellenmesi üzerine çalışan araştırmacılara yol göstermektir.