İç İçe Borulu Isı Değiştiricide Zıt Akışta Türbülatör Kullanımının Basınç Değişimine Etkisinin Sayısal Olarak İncelenmesi
No Thumbnail Available
Date
2021
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Endüstriyel proseslerde sıklıkla kullanılan boru tipi ısı değiştiricileri, farklı sıcaklıklardaki iki akışkanın birbirine karışmadan ısının transfer edilmesine yarayan cihazlardır. Akışta türbülatör kullanılmasıyla, akış bölgesindeki sınır tabaka kalınlığının inceltilip parçalanması, boru iç çevresinde ek türbülans oluşturulması, akışın olduğu çevrede anafor akışların oluşması ve türbülatör adımlarının farklılaşması neticesinde akış uzunluğunun artmasının gibi etkiler görülmektedir. Bu incelemede, türbülatörler zıt akışlı iç içe borulu ısı değiştiricide kullanılmıştır. İki boru arasındaki bölgeden 50 l/h sabit hacimsel debide ve 298.14 K sıcaklıkta su, içteki borudan ise 350 K sıcaklıkta hava geçmektedir. İçteki boru içine yerleştirilmiş halkasal tip türbülatörler farklı adımlarda sayısal olarak araştırılmıştır. Reynolds sayısının 4000 – 26000 aralığı için boş ve farklı adımlara sahip türbülatör modelleri için basınç düşüşleri ve sürtünme faktörü karakteristikleri incelenmiştir. Sonlu hacimler yöntemi tabanlı analiz yapan sayısal akışkanlar dinamiği programı kullanılarak korunum denklemleri sürekli rejimde şartlarında üç boyutlu ve akışın türbülanslı olduğu şartlar için çözümlenmiştir. Sayısal analiz, iç akışkan havanın farklı debilerine göre yapılarak sonuçlar elde edilmiştir. Sayısal analiz verilerine göre ısı değiştiricide basınç ve hız konturları oluşturulmuştur. Türbülatör eklenmesiyle basınç kaybı, en düşük 100 mm adımlı ve en yüksek 25 mm adımlı türbülatör için gerçekleştiği görülmüştür. Türbülatörlerde adım mesafesinin kısalması ile basınç düşüşlerin yükseldiği, Reynolds sayısının artması ile de basınç düşüşlerinin arttığı sonucuna ulaşılmıştır.