Airfoil Tip Kanatlı Çapraz Akışlı Isı Değiştiricisinde Akış ve Isı Transferinin Deneysel ve Sayısal Olarak İncelenmesi

OKAN KAAN AKSUOĞLU

Airfoil Tip Kanatlı Çapraz Akışlı Isı Değiştiricisinde Akış ve Isı Transferinin Deneysel ve Sayısal Olarak İncelenmesi

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2021

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: OKAN KAAN AKSUOĞLU

Danışman: İsak Kotcioğlu

Özet:

Bu çalışmada, Lancet tip kanatçıklı çapraz akışlı bir ısı değiştiricisinde farklı geometrik levha düzenlerinde akış, ısı transferi ve ısı değiştiricisinin termal performansları sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. Dikdörtgen kesitli bir kanal içerisine düzgün sıralı ve kaydırılmış levha düzeninde yerleştirilen lancet tip kanat elemanları Alüminyum (7075) alaşımlı malzemeden üretilmiştir. Test bölgesine yerleştirilmiş kanatçıklarda sıcak akışkan(hava) ve soğuk akışkan(su) arasında gerçekleşen ısı transferi ve test bölgesindeki basınç düşüşü, farklı Reynolds sayıları (12000-120000) aralıklarında deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. 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. Sıcak akışkan hava, test bölgesinde hava (35,40,45,50 ve 55 ^oC) değerlerinde ve farklı hızlarda (2,3,5,7 ve 9 m/s) akış yönünde akarken, aynı zamanda soğuk akışkan su ise akış yönüne dik olarak kanatlara düşey yönde açılmış dairesel silindirik deliklerden farklı debilerde (6,9,12,15 ve 18 g/s) ve ortalama giriş sıcaklığında (11^oC) geçmektedir. Tasarlanan Lancet tip kanatçıklı çapraz akışlı ısı değiştiricisinde yapılan deneyler sonucu farklı sıcaklık ve debilerde akış ve ısı transfer analizleri yapılmıştır. Keza akış ve ısı transfer karakteristikleri, üç boyutlu Navier-Stokes ve enerji denklemlerinin sayısal akışkanlar dinamiği ANSYS-FLUENT version 16.0 paket programında hava akışı k- standart modeline göre analiz edilmiştir. Yapılan deneysel ve sayısal analizler sonucunda kaydırılmış levha düzenindeki çapraz akışlı ısı değiştiricisinin performansı düzgün sıralı levha düzenindeki çapraz akışlı ısı değiştiricisinin performansına göre daha yüksek olduğu belirlenmiştir.