Düzgün ve Saptırmalı Dizaynda Farklı Pim Geometrilerine Sahip Isı Değiştiricilerinin Zorlanmış Taşınımla Isı Transferinin İncelenmesi
Loading...
Date
2023
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
Access Rights
info:eu-repo/semantics/openAccess
Abstract
Pimli plakalı ısı değiştiriciler geleneksel düz plakalı tasarımlardan farklı olarak ısı transfer yüzeylerine
tutturulmuş bir dizi yakın aralıklı pim veya kanatçıklardan oluşmaktadır ve düz plaka tasarımlarına kıyasla ısı
transfer oranlarını artırırlar. Bu tasarımlar çeşitli endüstriyel uygulamalarda verimli bir şekilde kullanılmaktadır.
Pimli plakalı ısı değiştiricilerde zorlanmış taşınımla ısı transferini etkileyen temel faktörlerin başında pimlerin
boyutu, geometrisi ve aralığı gelirken, akışkanın viskozitesi, yoğunluğu, özgül ısısı ve akış hızı gibi
parametrelerde ısı transferi üzerinde oldukça etkili değerlerdir. Mühendisler, belirli bir uygulama için istenen ısı
transfer oranını elde etmek amacıyla bu parametreleri optimize ederler. Bu tez çalışmasında, ısı değiştirici
formuna getirilmiş farklı geometrilere sahip pimli plakalı ısı değiştirici yüzeylerinde zorlanmış taşınım ile ısı
transferinin etkileri deneysel olarak ele alınmıştır. Deneylerde dördü saptırmalı ve dördü saptırmasız olmak
üzere toplam 8 adet pimli plakalı ısı değiştirici kullanılmıştır. Pimli plakalı ısı değiştiricilerin yüzey alanları
birbirine eşit olacak şekilde üretilmiştir. Pimlerin tek farkı geometrileridir. Pimler üçgen, daire, elips ve kare
olmak üzere dört farklı şekilde üretilmiştir. Deneyler 10 ila 50 watt ısıl giriş güçlerinde, 1-6 m/s arasında değişen
hava hızlarında gerçekleştirilmiştir. Deney sonucunda, saptırmalı pimli plakaların saptırmasız pimli plaklara
oranla daha yüksek Nusselt sayılarına sahip olduğu görülmüştür. En yüksek basınç düşüşü saptırmalı üçgen ve
elips pimli plakalı ısı değiştiricilerde gözlemlenmiştir.
Unlike conventional flat plate designs, pin plate heat exchangers consist of a series of closely spaced pins or fins attached to the heat transfer surfaces and increase heat transfer rates compared to flat plate designs. These designs are used efficiently in a variety of industrial applications. While the size, geometry and spacing of the pins are the main factors affecting forced convection heat transfer in pin plate heat exchangers, parameters such as fluid viscosity, density, specific heat and flow velocity are also very effective values on heat transfer. Engineers optimize these parameters to achieve the desired heat transfer rate for a given application. In this thesis, the effects of forced convection heat transfer on the surfaces of pin plate heat exchangers with different geometries brought into heat exchanger form are experimentally investigated. A total of 8 pin plate heat exchangers, four with staggered and four in-line, were used in the experiments. The surface areas of the pin plate heat exchangers are equal to each other. The only difference of the pins is their geometry. The pins were produced in four different shapes: triangle, circle, ellipse and square. The experiments were carried out at thermal input powers of 10 to 50 watts and air velocities ranging from 1 to 6 m/s. As a result of the experiment, it was observed that the plates with staggered pins have higher Nusselt numbers than those in-line pins. The highest pressure drop was observed in heat exchangers with plates with staggered triangular and elliptical pins.
Unlike conventional flat plate designs, pin plate heat exchangers consist of a series of closely spaced pins or fins attached to the heat transfer surfaces and increase heat transfer rates compared to flat plate designs. These designs are used efficiently in a variety of industrial applications. While the size, geometry and spacing of the pins are the main factors affecting forced convection heat transfer in pin plate heat exchangers, parameters such as fluid viscosity, density, specific heat and flow velocity are also very effective values on heat transfer. Engineers optimize these parameters to achieve the desired heat transfer rate for a given application. In this thesis, the effects of forced convection heat transfer on the surfaces of pin plate heat exchangers with different geometries brought into heat exchanger form are experimentally investigated. A total of 8 pin plate heat exchangers, four with staggered and four in-line, were used in the experiments. The surface areas of the pin plate heat exchangers are equal to each other. The only difference of the pins is their geometry. The pins were produced in four different shapes: triangle, circle, ellipse and square. The experiments were carried out at thermal input powers of 10 to 50 watts and air velocities ranging from 1 to 6 m/s. As a result of the experiment, it was observed that the plates with staggered pins have higher Nusselt numbers than those in-line pins. The highest pressure drop was observed in heat exchangers with plates with staggered triangular and elliptical pins.
Description
Keywords
Isı Transferi, Pimli Plaka, Saptırmalı, Saptırmasız, Zorlanmış Taşınım, Heat Transfer, Pin Plate, Staggered, İn-Line, Forced Convection
Journal or Series
WoS Q Value
Scopus Q Value
Volume
Issue
Citation
Parlak, F., (2023). Düzgün ve Saptırmalı Dizaynda Farklı Pim Geometrilerine Sahip Isı Değiştiricilerinin Zorlanmış Taşınımla Isı Transferinin İncelenmesi. (Yüksek Lisans Tezi). Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya.
