ISI EŞANJÖRÜ ISIL TASARIM METODOLOJİSİNİN TEMELLERİ

Bu çalışma, endüstriyel uygulamalar için ısı değiştirici ısıl tasarımlarının pratik yönünü ele almaktadır. Genel olarak bir ısı değiştirici tasarımı, kendine has özelliklere sahip özel bir endüstriyel uygulama için yapılmaktadır. Endüstriyel uygulamaların kendine has bu özellikleri, ısı değiştirici tasarım aşamasında bazı sınırlamaları ve problemleri ortaya çıkartmaktadır. Isı değiştirici tasarımının başlıca amacı, bu sınırlamaları ve problemleri ortadan kaldırmaktır. Yeni veya var olan bir ısı değiştiricinin ısıl performansının belirlenmesi, endüstride sıklıkla karşılaşılan bir durumdur. Isı değiştiricilerin ısı aktarım performansının belirlenmesi temelde ısı değiştiricilerin ısıl tasarımı olarak tanımlanabilmektedir ve bu süreç hesaplamaya dayanan bir süreçtir. Isıl tasarım metodolojisinin temellerini ayrıntılı olarak bilmek, verimli ve maliyet etkin bir endüstriyel sistem ortaya koymak açısından önem arz etmektedir. Bu kapsamda, bu çalışmada ısı değiştiricilerin ısıl tasarımları üzerinde durulmuştur. Ayrıntılı hesaplama yöntemleri ile bu çalışma, ısı değiştiricilerin ısıl performanslarının belirlenmesi için çeşitli tasarım yaklaşımları hakkında bilgi sunmaktadır.

Anahtar Kelimeler:

Isı tasarım, LMTD yöntemi, ε-NTU yöntemi, P-NTU yöntemi

BASICS OF HEAT EXCHANGER THERMAL DESIGN METHODOLOGY

The present study illustrates certain practical aspect of thermal design of heat exchangers for industrial applications. In general heat exchanger design is made for a special industrial application with its own features. These features of the industrial applications introduce some limitations and problems in the design procedure of heat exchanger. Main purpose of heat exchanger design is to provide solutions to these limitations and problems. Determination of thermal performance of new or existing heat exchanger is the problem commonly encountered in industry. Determination of the heat transfer performance of heat exchangers can be basically defined thermal design of the heat exchanger and is the computational process. Recognizing of basics of thermal design methodology in detail is of great importance in heat exchanger design with regard to making versatile and cost-effective industrial applications. In this respect, the basics of thermal design heat exchangers has been accentuated in this study. With the detailed calculation procedure, the paper provide information about various design approach to define thermal performance of heat exchangers.

Keywords:

Thermal design, LMTD method, ε-NTU method, P-NTU method,

PDF

___

[1] Gupta JP. Working With Heat Exchangers: Questions and Answers. USA: Hemisphere Pub. Corp; 1986.
[2] Theodore L. Heat Transfer Applications for the Practicing Engineer. Canada: John Wiley & Sons, Inc; 2011. [3] Nagengast. “An Early History of Comfort Heating 2001”. http://www.achrnews.com/articles/87035-an-early-history-of-comfort-heating#comments (6.11.2011).
[4] Gulben G. Development of a computer program for desıgnıng-Gasketed plate heat exchangers for varıous workıng condıtıons and verıfıcatıon of the computer program wıth experımental data (in Turkish). MSc thesis TOBB Economics and Technology University, Ankara, Turkey. 2011.
[5] Saari J. Heat Exchanger Dimensioning. Lappeeranta University of Technology, LUT Energy.2001
[6] Puttewar AS, Andhare AM. Design and thermal evaluation of shell and helical coil heat exchanger. International Journal of Research in Engineering and Technology, 416–23, 2015
[7] Shah RK, Sekulic DP. Fundamentals of Heat Exchanger Design. New York: John Wiley and Sons; 2003.
[8] ASHRAE. ASHRAE Handbook—HVAC Systems and Equipment. 2008.
[9] Kaçar EN, Erbay LB. A design review for heat exchangers. Engineer and Machinery, 54:14–43, 2013.
[10] Thulukkanam K. Heat Exchanger Design Handbook. 2. ed. Boca Raton, USA: CRC Press LLC; 2013.
[11] Schltinder EU. Heat Exchanger Design Handbook. USA: Hemisphere Publishing Corporation; 1983.
[12] Roetzel W, Heggs PJ, Butterworth D. Design and Operation of Heat Exchangers. EUROTHERM, Springer; 1991.
[13] Akkoca A. Computational modeling of turbulent heat transfer in plate fin and tube heat exchangers. PhD thesis. Çukuroava University, Adana, Turkey. 2004.
[14] Koca T. Analysis of heat transfer and pressure loss in heat exchangers with both helical and rotational inner pipe (in Turkish). PhD thesis. Fırat University, Elaziğ, Turkey. 2007.
[15] Yakar G. The effect of turbulence created in fin-tube type heat exchangers with perforated fin on heat transfer and pressure drop (in Turkish). PhD thesis, Pamukkale University, Denizli, Turkey. 2007.
[16] Khaled ARA, Siddique M, Abdulhafiz NI, Boukhary AY. Recent advances in heat transfer enhancements: A review report. International Journal of Chemical Engineering. 28p, 2010.
[17] Baysal E. Experimental and numerical investigation of effects of helical turbulators in concentric tube heat exchangers (in Turkish). PhD thesis. Gazi University, Ankara, Turkey. 2009.