EŞ MERKEZLİ İÇ İÇE BORULU ISI DEĞİŞTİRİCİSİNDE ISI TRANSFERİ İYİLEŞTİRME YÖNTEMLERİNİN SAYISAL ANALİZİ

Bu çalışmada, eş merkezli iç içe borulu ısı değiştiricisinde zıt ve paralel yönlü akışlarda sıcak akışkanın kütlesel debisi sabit olup, soğuk akışkanın kütlesel debisinin artmasının ısı transferine olan etkisi ve iç borunun iç yüzeyine yerleştirilen dairesel engellerin ısı transferine olan etkileri incelenmiştir. Reynolds sayısı 808-1935 aralığında değişmektedir. Enerji denklemleri Simple algoritması kullanılarak çözülmüş ve yapılan sayısal çalışmalarda ANSYS Fluent programı kullanılmıştır. İç içe borulu ısı değiştiricisinde zıt ve paralel yönlü akışlarda analizi yapılan sınır şartları için etkenlik değerinin yaklaşık 0,41 ila 0,48 arasında değiştiği gözlemlenmiştir. İçteki boruda dairesel engel kullanımı ile ısı transferinin %44,17 oranında iyileştirilebileceği gözlemlenmiştir.

Anahtar Kelimeler:

Isı Değiştirici, Eş Eksenli Boru, Isı Transferi İyileştirme, Dairesel Engel, ANSYS Fluent

PDF

___

Albanesi, A.W., Daish K.D., Dally, B. ve Chin, R.C. (2018). Investigation of heat transfer enhancement in dimpled pipe flows, 21st Australasian Fluid Mechanics Conference, 1-4, Adelaide, Australia. Erişim adresi:
Argunhan, Z. Ve Yıldız, C. (2006). Dairesel kesitli bir borunun girişine yerleştirilen delikli sabit kanatçıklı dönme üreticinin ısı geçişi ve basınç düşüşüne etkileri, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 12(2), 217-223.
Ayub, Z.H., Yang, D., Khan, T.S., Al-Hajri, E. ve Ayub, A.H. (2018). Performance characteristics of a novel shell and tube heat exchanger with shell side interstitial twisted tapes for viscous fluids application, Applied Thermal Engineering, 134, 248-255. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2018.01.054
Baysal, E. (2008). Eş merkezli boru tipli ısı değiştiricilerinde deneysel ve sayısal ısı transferi sonuçlarının karşılaştırılması, Politeknik Dergisi, 11(4), 345-352.
Bhanuchandrarao, D., Chakravarthy, M.A., Krishna, Y., Subba Rao V.V. ve Krishna T.H. (2013). CFD analysis and performance of parallel and counter flow ın concentric tube heat exchangers, International Journal of Engineering Research & Technology 2(11), 2782-2792.
Boran, K., Daştan, F., Şahin, H.M. ve Aktaş, M. (2014). Isı Eşanjörlerinde Isı Transferi İyileştirme Yöntemlerinin Sayısal ve Deneysel Olarak İncelenmesi, Politeknik Dergisi, 17(4), 183-191.
Budak, N., Yücel, H.L., Işık, M.Z. ve Oktay, H. (2015). Konsantrik tip bir ısı değiştiricisinde türbülatörlerin etkisinin sayısal incelenmesi, Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi, 12(3), 87-97.
Córcoles-Tendero, J.I., Belmonte, J.F., Molina, A.E. ve Almendros-Ibáñez, J.A. (2018). Numerical simulation of the heat transfer process in a corrugated tube, Internatinal Journal of Thermal Sciences, 126, 125-136.doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2017.12.028
Hariraam.V., Domnic E.D., Gokula K.M., Dombega, S. ve Selvan, P. (2018). CFD analysis of double pipe heat exchanger with different inner sections, International Research Journal of Engineering and Technology, 5(4), 1851-1854.
Kale Shivam B., Kadam Prashant P., Pardeshi Rohansingh G. Ve Karwande Swapnil C. (2017). Experimental analysis & simulation of double pipe heat exchanger, IJARIIE, 3(2), 2357-2367.
Karaca, E. (2021). Eş Merkezli İç İçe Borulu Isı Değiştiricisinin Isıl Analizi, Esogü Makine Müh. Bölümü, Lisans Bitirme Projesi.
Karami, R.M., ve Kamkari, B. (2020). Experimental investigation of the effect of perforated fins on thermal performance enhancement of vertical shell and tube latent heat energy storage systems, Energy Conversion and Management, 210, 112679. doi: https://dx.doi.org/10.1016/j.enconman.2020.112679
Kayataş, N. ve İlbaş, M. (2005). İç içe borulu model bir ısı değiştiricisinde ısı transferinin iyileştirilmesinin sayısal olarak incelenmesi, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 21(1), 128-139.
Patrascioiu, C. ve Radalescu, S. (2012). Modeling and simulation of the double tube heat exchangers, case studies, Advances in Fluid Mechanics and Heat & Mass Transfer, ISBN: 978-1-61804-114-2, 35-41.
Qi, C., Liu, M.N. ve Tang J.H. (2019). Influence of triangle tube structure with twisted tape on the thermo-hydraulic performance of nanofluids in heat-exchange system based on thermal and exergy efficiency, Energy Conversion and Management, 192, 243-268.
Vignesh, S., Moorthy, V.S. ve Nallakumarasamy, G. (2017). Experimental and CFD analysis of concentric dimple tube heat exchanger, International Journal of Emerging Technologies in Engineering Research, 5(7), 18-26.
Wang, W., Shuai, Y., Li, B.R., Li, B.X. ve Lee, K.S. (2021). Enhanced heat transfer performance for multi-tube heat exchangers with various tube arrangements, Internatinal Journal of Heat and Mass Transfer, 168. doi:https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2021.120905
Zhang, J.N., Cheng, M., Ding, Y.D., Fu Q. ve Chen, Z.Y. (2019). Influence of geometric parameters on the gas-side heat transfer and pressure drop characteristics of three-dimensional finned tube, Internatinal Journal of Heat and Mass Transfer, 133, 192-202. Doi:https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.12.118