ISI DEĞİŞTİRİCİLERİNDE KONİK ŞEKİLLİ TÜRBÜLATÖRLERİN ISI TRANSFERİ VE BASINÇ KAYBINA ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

Abstract

Bu tez çalışmasında eş eksenli bir ısı değiştiricisinin iç borusuna yerleştirilen konik tipli türbülatörlerin ısı transferi ve basınç kaybı üzerindeki etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Deneylerde kullanılan tasarım parametreleri; çap, konik tipi ve adım sayısıdır. Deneyler Reynolds sayısının 18000-37000 aralığında gerçekleştirilmiştir. Taguchi Deneysel Tasarım metodu kullanılarak elde edilen sonuçlarla türbülatörlerin ısı transferi ve basınç kaybı üzerindeki etkileri incelenerek, entropi, etkinlik, NTU, boyutsuz ekserji değerleri ve ısıl performans faktörü hesaplanmıştır. Ayrıca deneylerde kullandığımız tasarım parametrelerinin basınç düşüşü ve ısı transferindeki etkilerini yüzde olarak belirleyebilmek için ANOVA ( Analysis of Variance ) kullanılmıştır. Taguchi metoduyla parametrelerin optimum seviyeleri hem ısı transferi hem de basınç kaybı için elde edilmiştir. Çoklu performans karakteristiklerini belirlemek üzere Gri İlişkisel Analiz yöntemiyle parametrelerin ısı transferi ve basınç kaybı üzerindeki tesirleri birlikte belirlenmiştir.

In this thesis, the effects of conical type turbulators placed on the inner pipe of a coaxial heat exchanger on heat transfer and pressure loss were investigated experimentally. The design parameters used in the experiments were diameter, conical type and number of steps. The experiments were carried out in the range of 18000-37000 of the Reynold number. By using Taguchi Experimental Design method, the effects of turbulators on heat transfer and pressure loss were examined and entropy, efficiency, NTU, dimensionless exergy values and thermal performance factor were calculated. In addition, ANOVA ( Analysis of Variance ) was used to determine the effects of the design parameters used in the experiments on pressure drop and heat transfer as a percentage. Optimum levels of the parameters were obtained with Taguchi method for both heat transfer and pressure loss. In order to determine multiple performance characteristics, the effects of the parameters on heat transfer and pressure loss were determined by Gray Relational Analysis method.