YENİ TİP TASARLANMIŞ KANATLI ÇAPRAZ AKIŞLI ISI DEĞİŞTİRİCİSİNDE ISI TRANSFERİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ


Çelik A., Kotcioğlu İ., Mustafaoğlu M., Güneş Ü., Aksuoğlu O. K.

ULIBTK’21 Uluslararası Katılımlı 23. Isı Bilimi ve Tekniği Kongresi, 2021, GAZİANTEP, Gaziantep, Türkiye, 08 Eylül 2021, ss.1978-1992

  • Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
  • Basıldığı Şehir: Gaziantep
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.1978-1992
  • Atatürk Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Bu çalışmada, yeni tip tasarlanmış kanatlı çapraz akışlı bir ısı değiştiricisinde akış ve ısı transferi sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. Dikdörtgen kesitli kanal ve içerisine kaydırılmış levha düzeninde yerleştirilen kanat elemanları Alüminyum (7075) alaşımlı malzemeden birlikte CNC freze tezgâhında imal edilmiştir. Sıcak akışkandan soğuk akışkana olan ısı transferi ve sistemdeki basınç düşüşü farklı Reynolds sayısı (2 260-48 500) aralıklarında deneysel olarak gerçekleştirilmiştir. Sistemde akışkan çifti olarak sıcak akışkan için hava (ρ=1.274 kg/m3 ve Pr =0.711) ve soğuk akışkan için su (ρ = 997.4 kg/m3 ve Pr=6.78) seçilmiştir. Akışkan hava yatay yönde test bölgesindeki kanatlar arasından farklı (30,35,40,45 ve 50oC) sıcaklık değerlerinde ve (1,3,5,7 ve 9 m/s) hızlarda akarken, keza akışkan su kanatlar üzerine açılan düşey yöndeki dairesel kanallardan farklı debilerde (8,10,12,14 ve 16 g/s) geçmektedir. Akış ve ısı transfer karakteristikleri, üç boyutlu Navier-Stokes ve enerji denklemlerinin sayısal akışkanlar dinamiği ANSYSFLUENT version 16.0 paket programında hava akışı k-ϵ standart modeline göre analiz edilmiştir. Tasarlanmış yeni tip çapraz akışlı ısı değiştiricisi için farklı sıcaklıklarda Nusselt sayısının (Nu) ve Sürtünme faktörünün (f ) farklı Reynolds sayısı (Re) aralıklarına göre değişimi, ısı taşınım katsayısının (ℎ̅) kütlesel debiye (𝑚̇) göre değişimi ve alt ve üst levha sıcaklıklarının (T) levha boyunca (L) değişimleri ayrı ayrı grafik olarak verilmiştir. Ayrıca bu tip ısı değiştiricisi için kanat etkinliği (ε) ile ısıl performans faktörü (η) belirlenmiştir.