Çiçek Tip Şaşırtma Levhasına Sahip Gövde Borulu Isı Değiştiricinin CFD Analizi

Gövde borulu ısı değiştiricilerinin ısıl ve hidrolik performansını etkileyen en önemli faktörlerden bir tanesi şaşırtma levhasıdır. Bu çalışmada, ANSYS Fluent programı aracılığıyla, çiçek tip şaşırtma levhasına sahip gövde borulu ısı değiştiricinin CFD analizi yapılmıştır. Analizlerde, çiçek tip şaşırtma levhasının gövde tarafı ısı taşınım katsayısına, basınç düşüşüne ve basınç düşüşü başına düşen ısı transfer oranına etkisini araştırmak amaçlanmıştır. Ek olarak, çiçek tip şaşırtma levhası ile geleneksel tek parçalı şaşırtma levhası karşılaştırılmıştır. Tasarlanan gövde borulu ısı değiştiricinin gövde tarafında çalışma akışkanı olarak su kullanılmıştır. Analizlerde, gövde tarafındaki akışkan için dört farklı kütlesel debi (1.2 kg s-1, 1.5 kg s-1, 1.8 kg s-1 ve 2.1 kg s-1) incelenmiştir. Çalışmadan elde edilen sonuçlara göre, çiçek tip şaşırtma levhasının geleneksel tek parçalı şaşırtma levhasına göre basınç düşüşü başına düşen ısı transfer oranını artırdığı gözlemlenmiştir.

CFD Analysis of Shell and Tube Heat Exchanger with Flower Type Baffle

One of the most important factors that influence the thermal and hydraulic performance of shell and tube heat exchangers is the baffle. In this study, a CFD analysis of shell and tube heat exchanger with a flower type baffle was carried out using the ANSYS Fluent program. The objective of the analyses was to investigate the effect of flower type baffle on the shell side heat transfer coefficient, pressure drop and heat transfer rate per pressure drop. In addition, the flower type baffle and the conventional single segmental baffle were compared. Water was used as the working fluid on the shell side of the designed shell and tube heat exchanger. In the analyses, four different mass flow rates (1.2 kg s-1, 1.5 kg s-1, 1.8 kg s-1 ve 2.1 kg s-1) were examined for the fluid on the shell side. According to the results obtained from the study, it was observed that the flower type baffle increased the heat transfer rate per pressure drop compared to the conventional single segmental baffle.

___

  • Ambekar AS, Sivakumar R, Anantharaman N, Vivekenandan M, 2016. CFD Simulation Study of Shell and Tube Heat Exchangers with Different Baffle Segment Configurations. Applied Thermal Engineering, 108: 999-1007.
  • Bayram H, Sevilgen G, 2018. Numerical Investigation of the Effects of Different Baffle Types on the Thermal Performance of a Shell and Tube Heat Exchanger. Academic Platform Journal of Engineering and Science, 6(3): 58-66.
  • Bichkar P, Dandgaval O, Dalvi P, Godase R, Dey T, 2018. Study of Shell and Tube Heat Exchanger with the Effect of Types of Baffles. Procedia Manufacturing, 20: 195-200.
  • Cao Z, Du T, Liu Z, Zhai H, Duan Z, 2019. Experimental and Numerical Investigation on Heat Transfer and Fluid Flow Performance of Sextant Helical Baffle Heat Exchangers. International Journal of Heat and Mass Transfer, 142: 118437.
  • Gao B, Bi Q, Nie Z, Wu J, 2015. Experimental Study of Effects of Baffle Helix Angle on Shell-Side Performance of Shell-and-Tube Heat Exchangers with Discontinuous Helical Baffles. Experimental Thermal and Fluid Science, 68:48-57.
  • Genceli OF, 2017. Isı Değiştiricileri. Birsen Yayınevi, İstanbul.
  • He L, Li P, 2018. Numerical Investigation on Double Tube-Pass Shell-and-Tube Heat Exchangers with Different Baffle Configurations. Applied Thermal Engineering, 143: 561-569.
  • Kahraman G, 2020. Investigation of the Effect of Operating Conditions Change on Water Hammer in Hydroelectric Power Plants. Journal of Failure Analysis and Prevention, 20(4): 1445-1449.
  • Li N, Chen J, Cheng T, Klemes JJ, Varbanov PS, Wang Q, Yang W, Liu X, Zeng M, 2020. Analysing Thermal-Hydraulic Performance and Energy Efficiency of Shell-and-Tube Heat Exchangers with Longitudinal Flow Based on Experiment and Numerical Simulation. Energy, 202: 117757.
  • Ma L, Wang K, Liu M, Wang D, Liu T, Wang Y, Liu Z, 2017. Numerical Study on Performances of Shell-Side in Trefoil-Hole and Quatrefoil-Hole Baffle Heat Exchangers. Applied Thermal Engineering, 123: 1444-1455.
  • Maakoul AE, Laknizi A, Saadeddine S, Metouni ME, Zaite A, Meziane M, Abdellah AB, 2016. Numerical Comparison of Shell-Side Performance for Shell and Tube Heat Exchangers with Trefoil-Hole, Helical and Segmental Baffles. Applied Thermal Engineering, 109: 175-185.
  • Taher FN, Movassag SZ, Razmi K, Azar RT, 2012. Baffle Space Impact on the Performance of Helical Baffle Shell and Tube Heat Exchangers. Applied Thermal Engineering, 44: 143-149.
  • Wen J, Yang H, Wang S, Xu S, Xue Y, Tuo H, 2015. Numerical Investigation on Baffle Configuration Improvement of the Heat Exchanger with Helical Baffles. Energy Conversion and Management, 89:438-448.
  • Yang JF, Zeng M, Wang QW, 2015. Numerical Investigation on Combined Single Shell-Pass Shell-and-Tube Heat Exchanger with Two-Layer Continuous Helical Baffles. International Journal of Heat and Mass Transfer, 84: 103-113.
  • Yang S, Chen Y, Wu J, Gu H, 2018. Influence of Baffle Configurations on Flow and Heat Transfer Characteristics of Unilateral Type Helical Baffle Heat Exchangers. Applied Thermal Engineering, 133:739-748.
  • You Y, Fan A, Huang S, Liu W, 2012. Numerical Modeling and Experimental Validation of Heat Transfer and Flow Resistance on the Shell Side of a Shell-and-Tube Heat Exchanger with Flower Baffles. International Journal of Heat and Mass Transfer, 55:7561-7569.
Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi-Cover
  • ISSN: 2146-0574
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 2011
  • Yayıncı: -
Sayıdaki Diğer Makaleler

Aksiyel (oksietil)pirolidin İkameli Silisyum(IV) Ftalosiyaninin Sentezi, Yapısal Karakterizasyonu, Agregasyon ve Fotobozunma özelliklerinin incelenmesi

Ömer GÜNGÖR

Growth and Characterization of TiO2 Thin Films by PLD Technique

Sinan KAZAN

Vangölü Havzası Yerel Tir Popülasyonları İle Bazı Buğday Çeşitlerinin Çimlenme Özellikleri ve Karakterler Arası İlişkilerin Belirlenmesi

Fevzi ALTUNER, Erol ORAL, İshak BARAN

Ultrason Ön İşleminin Kurutulmuş Iğdır Kayısısının Kalite Özellikleri Üzerine Etkisi

Gülçin YILDIZ, Gökçen İZLİ, Mustafa ÇAVUŞ, Mehmet Murat CEYLAN

Tornalama Sonrası Çıkan Talaşlardan Elde Edilen Alüminyum 5000 Alaşımının Yüzey Pürüzlülüğünün Taguchi Yöntemi ile Analizi

Harun YAKA

Tarım Sektörü Hisse Senetlerinden Oluşan Portföy Riskinin Monte Carlo Simülasyonu ile Hesaplanması

Duran GÜLER

Uzun ve Siirt Antepfıstığı Çeşitlerinde Hasat Öncesi Ethephon Uygulamasının Hasat Mekanizasyonuna Etkisi

Halit Seyfettin ATLI, Ertuğrul İLİKÇİOĞLU, Ferit ÇELİK

Borik Asit Katkılı Poliakrilonitril-ko-Vinil Asetat Polimerinden Elektroçekim Yöntemiyle Nanolifli Tekstil Yüzeylerinin Üretimi ve Termal Karakterizasyonu

Esra ARISAL ÇETİN, İsmail TİYEK

Türkiye florası Hypericum taksonları ve endemik bir tür olan H. heterophyllum Vent.'deki morfo-agronomik özelliklerin popülasyon içi varyasyonu

Belgin COŞGE ŞENKAL, Tansu USKUTOGLU

Türkiye Demiryolları Karbon Ayak İzinin Temel Bileşen Analizi Destekli Yapay Sinir Ağları Yöntemi ile Tahmini

Ömer Faruk CANSIZ, Kevser ÜNSALAN