Gövde Borulu Isı Değiştiricilerinde Farklı Tip Şaşırtma Levhalarının Isı ve Akış Analizi

Yıl 2021, , 973 - 986, 17.09.2021

Tuğçe Karataş , İshak Gökhan Aksoy

https://doi.org/10.17798/bitlisfen.872465

Cited By: 1

Öz

Gövde – boru tipi ısı değiştirici tasarımları hem analitik yöntemlerle hem de hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) yazılımları ile sayısal olarak yapılabilmektedir. Bu çalışmada model olarak küçük boyutlardaki gövde – boru tipi bir ısı değiştirici tasarlanmıştır. Modellemede bir gövde, bir boru geçişli ısı değiştirici kullanılmıştır. Yapılan çalışmada gövde içindeki boruların yüzey sıcaklığı sabit kabul edilmiş, sadece gövde tarafı akış analizi gerçekleştirilerek, ısı taşınım katsayısı ve akış özellikleri incelenmiştir. Farklı şaşırtma levha tipleri, akış hızları, türbülans modelleri, ağ boyutları kullanılarak gövde tarafı basınç düşümleri ve ısı taşınım katsayıları için ANSYS Fluent programında HAD analizleri yapılmıştır. Tek parçalı şaşırtma levhaları için elde edilen sayısal sonuçlar Kern analitik yönteminden elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Tek parçalı, disk ve halka şeklindeki şaşırtma levhası kullanılan gövde – boru tipi ısı değiştiricisinin ısı taşınım katsayısı ve basınç düşümü incelenmiştir. Ağ yapısının ısı transferine olan etkisi incelenip sıkı ağ yapısının daha iyi sonuçlar verdiği görülmüştür. Türbülans modellerinin karşılaştırılmaları yapılıp daha iyi sonuç veren k-ε türbülans modeli diğer analizlerde kullanılmıştır.

Anahtar Kelimeler

: Gövde – boru tipi ısı değiştirici, hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD), tek parçalı, disk ve halka şaşırtma levhası

Destekleyen Kurum

yok

Kaynakça

• Tinker T. 1951. Shell-Side Characteristics Shell-and-tube Heat Exchanger. Parts 1, 2 and 3, Proc. General Discussion on Heat Transfer, Institute of Mechanical Engineers, London, 89-116.
• Anshul J., Sudarshan P. 2015. Comparative Study of Different CFD Models to Evaluate Heat Transfer and Flow Parameters in STHE. International Journal of Engineering Sciences & Research Technology, 4(6): 536-47.
• Zarko S., Gradimir I., Nenad R., Mica V., Velimir S., Goran V. 2001. Design of Shell-and-Tube Heat Exchangers by Usİng Cfd Technique – Part One: Thermo-Hydraulıc Calculation. Facta Universitatis Series, Mechanical Engineering, 1 (8): 1091 – 1105.
• Ahmet A. 2004. Gövde Borulu Isı Değiştiricilerin Optimizasyonları ve CFD Analizi. Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimler Enstitüsü, Sakarya.
• Aniket S.A., 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.
• Koorosh M. 2011. Investigation of the Effects of Baffle Orientation, Baffle Cut and Fluid Viscosity on Shell Side Pressure Drop and Heat Transfer Coefficient in an E-Type Shell and Tube Heat Exchange. Doktora Tezi, Institute for Thermodynamics and Thermal Engineering, University of Stuttgart, Germany.
• Rajagapal T.K.R., Srikanth G. 2012. Shell Side Numerical Analysis of a Shell and Tube Heat Exchanger Considering the Effects of Baffle Inclination Angle on Fluid Flow. Thermal Science, 16 (4): 1165-1174.
• Anil K.S.R. 2013. Shell and Tube Heat Exchanger Design Using CFD Tools. Bachelor Thesis in Chemical Engineering, National Institute of Technology, Rourkela.
• Dinesh B.A., Manaklal H. 2017. CFD Analysis of Shell & Tube Type Heat Exchanger with Baffles. International Journal for Research Trends and Innovation, 2(12): 34-37.
• 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.
• Swapnil S.K., Shivprakash B.B. 2017. Effect of Different types of Baffles on Heat Transfer & Pressure Drop of Shell and Tube Heat Exchanger: A review. International Journal of Current Engineering and Technology, 7: 358-362.
• Halil B., Gökhan S. 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.
• Mukherjee R. 1998. Effectively Design Shell-and-Tube Heat Exchangers. Chemical Engineering Progress, 94: 21-37.
• Chalwa C.K, Kadli N. 2013. Study of Variation for Pressure Drop and Temperature Distribution in a Shell and Tube Heat Exchanger in case of Vertical Baffle. Mechanica Confab, 2(1): 17-25.
• Sandeep G.P., Shashank S.C., Muthalikdesai S.V. 2016. Experimental Investigation on Heat Transfer Performance Comparison for STHXs with Different Baffles. International Engineering Research Journal (IERJ), Special Issue, 256-262.
• Kakac S, Lui H. 2002. Heat Exchangers. Selection, Rating and Thermal Design, Second Edition, Crc Press, Florida.