Gövde Borulu Isı Değiştiricilerinde Şaşırtma Levhası Etkisinin Analitik ve Sayısal Analizi
Yıl: 2021 Cilt: 11 Sayı: 3 Sayfa Aralığı: 2232 - 2244 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.21597/jist.844697 İndeks Tarihi: 10-12-2021
Gövde Borulu Isı Değiştiricilerinde Şaşırtma Levhası Etkisinin Analitik ve Sayısal Analizi
Öz: Gövde–boru tipi ısı değiştiricilerinin analitik tasarımları Kern yöntemiyle gerçekleşmektedir.Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) yazılımlarının gelişmesi ile birlikte ısı değiştiricileri HAD yardımıylada tasarlanabilmektedir. Bu çalışmada model olarak seçilen küçük boyutlardaki bir gövde-boru tipi ısı değiştiricitasarlanmıştır. Modellemede bir gövde, bir boru geçişli ısı değiştirici kullanılmış ve sızıntı etkileri ihmaledilmiştir. Yapılan çalışmada gövde içindeki boruların yüzey sıcaklığı sabit kabul edilmiş, sadece gövde tarafıakış analizi gerçekleştirilerek, ısı taşınım katsayısı ve akış özellikleri incelenmiştir. Farklı akış hızları, türbülansmodelleri, şaşırtma levha sayıları ve şaşırtma levha kesme oranları kullanılarak gövde tarafı basınç düşümleri veısı taşınım katsayıları için ANSYS Fluent programında HAD analizleri yapılmış ve tek parçalı şaşırtma levhalarıiçin elde edilen sayısal sonuçlar Kern analitik yönteminden elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Sayısal veanalitik veriler karşılaştırıldığında şaşırtma levhası kesme oranı, levhalar arası mesafe arttıkça ısı taşınımkatsayısı, basınç düşümlerinin azaldığı görülmüştür. Türbülans modellerinin karşılaştırılmaları yapılıp daha iyisonuç veren k-ε türbülans modeli diğer analizlerde kullanılmıştır.
Anahtar Kelime: Analytical and Numerical Analysis of Baffle Effect in Shell and Tube Heat Exchanger
Öz: Shell–tube heat exchanger designs were performed by Kern methods. With the development ofcomputational fluid dynamics (CFD) software, heat exchangers can be also designed with the help of CFD. Inthis work, a small size shell - tube type heat exchanger selected as a model was designed. In modelling, heatexchanger with one shell pass and one tube pass was used and leakage effects have been neglected. Surfacetemperature of tube surfaces was assumed constant, only shell side flow analysis was performed and shell sideheat transfer coefficient and flow properties were investigated. CFD analysis were performed by using ANSYSFluent to determine the pressure drop and heat transfer coefficient by using different flow velocity values,turbulence models, baffle number, baffle cuts and numerical results obtained for single baffle were comparedwith Kern analytical method results. When the numerical and analytical data were compared, it was seen that thebaffle cut, the heat transfer coefficient and pressure drops decreased as the distance between the baffles increased.Comparisons of turbulence models were made and the k-ε turbulence model, which gives better results, was usedin other analyzes.
Anahtar Kelime: Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
- Alperen MA, Kurt H, 2016. Gövde Borulu Isı Değiştiricilerinde Gövde Tarafı Isıl Performansın Belirlenmesinde Kullanılan Yöntemlerin Deneysel Verilerle Uyumluluğunun Değerlendirilmesi. IV. International Symposium on Innovative Technologies in Engineering and Science (ISITES2016), 3-5 November 2016, Antalya.
- Buyruk E, Karabulut K, 2013. Numerical Investigation Into Heat Transfer for Three Dimensional Plate Fin Heat Exchangers with Fins Placed Perpendicular to Flow. Transactions of Famena, 37(2): 87- 102.
- Buyruk E, Karabulut K, Karabulut ÖO, 2013. Three Dimensional Numerical Investigation of Heat Transfer for Plate Fin Heat Exchangers. Heat and Mass Transfer, 49(6): 817-826.
- Buyruk E, Karabulut K, 2015. Numerical Study of Heat Transfer Enhancement and Flow Characteristics of Three Dimensional Plate Fin Heat Exchangers. Heat Transfer Research, 46(9): 819-837.
- Buyruk E, Karabulut K, 2018. Enhancement of Heat Transfer for Plate Fin Heat Exchangers Considering the Effects of Fin Arrangements. Heat Transfer Engineering, 39(15): 1392-1404.
- Buyruk E, Karabulut K, 2020. Research of Heat Transfer Augmentation in Plate Fin Heat Exchangers Having Different Fin Types. Journal of Engineering Thermophysics, 29(2): 316-330.
- Chalwa CK, 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.
- Çeteci ÖM, 1999. Bilgisayar Yardımıyla Isı Değiştirici Tasarımı. İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. Yüksek Lisans Tezi (Basılmış).
- Jain A, 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): 536-547.
- Kakac S, Lui H, 2002. Heat Exchangers. Selection, Rating and Thermal Design, CRC Press, Florida.
- Kara Y. A, Güraras Ö, 2004. A Computer Program for Designing of Shell-and-Tube Heat Exchangers. Applied Thermal Engineering, 24(13): 1797-1805.
- Kızılkan Ö, 2007. Gövde Borulu Bir Isı Değiştiricisinde Şaşırtma Levhasının Isı Taşınım Katsayısına ve Basınç Düşümüne Etkisinin İncelenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 11(3): 246-251.
- Kiran K, 2014. Investigation of Baffle Spacing Effect on Shell Side Heat Transfer Characteristics in Shell and Tube Heat Exchanger Using Computational Fluid Dynamics. Elixir Thermal Engineering, 73: 26022-26026.
- Mukherjee R, 1998. Effectively Design Shell-and-Tube Heat Exchangers. Chemical Engineering Progress, 94: 21-37.
- Özden E. 2007. Detailed desing of Shell-and-Tube Heat Exchangers Using CFD. Middle East Technical University Institute of Science, Master Thesis (Printed).
- Patil CN, Bhalkikar NS, 2014. CFD Analysis of Shell and Tube Heat Exchanger to Study the Effect of Baffle Cut on the Pressure Drop and Heat Transfer Coefficient. International Journal of Engineering Sciences & Research Technology. 2(5): 649-654.
- 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, pp.89-116.
| APA | KARATAS T, AKSOY I (2021). Gövde Borulu Isı Değiştiricilerinde Şaşırtma Levhası Etkisinin Analitik ve Sayısal Analizi. , 2232 - 2244. 10.21597/jist.844697 |
| Chicago | KARATAS Tugce,AKSOY ISHAK GOKHAN Gövde Borulu Isı Değiştiricilerinde Şaşırtma Levhası Etkisinin Analitik ve Sayısal Analizi. (2021): 2232 - 2244. 10.21597/jist.844697 |
| MLA | KARATAS Tugce,AKSOY ISHAK GOKHAN Gövde Borulu Isı Değiştiricilerinde Şaşırtma Levhası Etkisinin Analitik ve Sayısal Analizi. , 2021, ss.2232 - 2244. 10.21597/jist.844697 |
| AMA | KARATAS T,AKSOY I Gövde Borulu Isı Değiştiricilerinde Şaşırtma Levhası Etkisinin Analitik ve Sayısal Analizi. . 2021; 2232 - 2244. 10.21597/jist.844697 |
| Vancouver | KARATAS T,AKSOY I Gövde Borulu Isı Değiştiricilerinde Şaşırtma Levhası Etkisinin Analitik ve Sayısal Analizi. . 2021; 2232 - 2244. 10.21597/jist.844697 |
| IEEE | KARATAS T,AKSOY I "Gövde Borulu Isı Değiştiricilerinde Şaşırtma Levhası Etkisinin Analitik ve Sayısal Analizi." , ss.2232 - 2244, 2021. 10.21597/jist.844697 |
| ISNAD | KARATAS, Tugce - AKSOY, ISHAK GOKHAN. "Gövde Borulu Isı Değiştiricilerinde Şaşırtma Levhası Etkisinin Analitik ve Sayısal Analizi". (2021), 2232-2244. https://doi.org/10.21597/jist.844697 |
| APA | KARATAS T, AKSOY I (2021). Gövde Borulu Isı Değiştiricilerinde Şaşırtma Levhası Etkisinin Analitik ve Sayısal Analizi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 11(3), 2232 - 2244. 10.21597/jist.844697 |
| Chicago | KARATAS Tugce,AKSOY ISHAK GOKHAN Gövde Borulu Isı Değiştiricilerinde Şaşırtma Levhası Etkisinin Analitik ve Sayısal Analizi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 11, no.3 (2021): 2232 - 2244. 10.21597/jist.844697 |
| MLA | KARATAS Tugce,AKSOY ISHAK GOKHAN Gövde Borulu Isı Değiştiricilerinde Şaşırtma Levhası Etkisinin Analitik ve Sayısal Analizi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, vol.11, no.3, 2021, ss.2232 - 2244. 10.21597/jist.844697 |
| AMA | KARATAS T,AKSOY I Gövde Borulu Isı Değiştiricilerinde Şaşırtma Levhası Etkisinin Analitik ve Sayısal Analizi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 2021; 11(3): 2232 - 2244. 10.21597/jist.844697 |
| Vancouver | KARATAS T,AKSOY I Gövde Borulu Isı Değiştiricilerinde Şaşırtma Levhası Etkisinin Analitik ve Sayısal Analizi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 2021; 11(3): 2232 - 2244. 10.21597/jist.844697 |
| IEEE | KARATAS T,AKSOY I "Gövde Borulu Isı Değiştiricilerinde Şaşırtma Levhası Etkisinin Analitik ve Sayısal Analizi." Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 11, ss.2232 - 2244, 2021. 10.21597/jist.844697 |
| ISNAD | KARATAS, Tugce - AKSOY, ISHAK GOKHAN. "Gövde Borulu Isı Değiştiricilerinde Şaşırtma Levhası Etkisinin Analitik ve Sayısal Analizi". Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 11/3 (2021), 2232-2244. https://doi.org/10.21597/jist.844697 |
