Taguchi yöntemi ve hesaplamalı akışkanlar dinamiği kullanılarak tasarlanan levhalı ısı değiştiricilerin performanslarının karşılaştırılması

Murat ÜNVERDİ; Hasan KÜÇÜK

Makale detayları

Taguchi yöntemi ve hesaplamalı akışkanlar dinamiği kullanılarak tasarlanan levhalı ısı değiştiricilerin performanslarının karşılaştırılması

Yazarlar:

Murat ÜNVERDİ | Hasan KÜÇÜK

Yayıncı:

Pamukkale University

Ana Başlıklar:

Uygulamalı fizik

Dergi:

Pamukkale University Journal of Engineering Sciences 2019 Vol.25 Issue 4, pp.373-386

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

8/2019

Belge Dili:

Türkçe

Document ID (Org No.):

2000575839

Sıklık:

İki Aylık

eISSN:

2147-5881

pISSN:

1300-7009

Özet:

 


In
this study, thermal and hydraulic performances of cross flow plate heat
exchangers, designed using Taguchi method and Computational Fluid Dynamics, in
a small capacity (50-200 m3/h) air to air heat recovery device were
compared. The plate heat exchangers, which are designed to have high flow
effectiveness and sensible effectiveness, number of sub-channel, channel
height, average air velocity and sheet material variables were determined. The
equations for flow effectiveness and recovered thermal power, including
variables and second order interactions of variables, were derived by multiple
regression analysis for flow effective and thermally effective plate heat
exchangers. The performances of 3-dimensional plate heat exchangers using
finite volume based ANSYS/Fluent were compared in different volumetric flow
rates. The channel height and average air velocity were determined as the most
influential variables in the design of plate heat exchanger. It was found that
on average 50% more heat was recovered and thermal effectiveness was on average
35% higher in the thermal effective model, while pressure drop was on average
2.5 times less and flow effectiveness was on average 10% higher in the flow
effective model. When the recovered thermal power at the fresh side and flow
effectiveness are evaluated together, the optimum average flow velocities for
both models was determined to be range of 1.5-2 m/s (~90 ÷ ~110 m3/h).

.

 


Bu
çalışmada Taguchi yöntemi ve Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği kullanılarak
tasarlanan, havadan havaya, küçük kapasiteli (50-200 m3/h) bir ısı geri
kazanım cihazındaki, çapraz akışlı levhalı ısı değiştiricilerin ısıl ve
hidrolik performansları karşılaştırılmıştır. Akış etkenliği ve duyulur ısıl
etkenliği yüksek olacak şekilde tasarlanan levhalı ısı değiştiricilerin; alt
kanal sayısı, kanal yüksekliği, ortalama hava akış hızı ve levha malzemesi
değişkenleri belirlenmiştir. Akış etken ve ısıl etken levhalı ısı
değiştiricilerde, değişkenler ve değişkenlerin ikinci dereceden etkileşimlerinin
dahil edildiği akış etkenliği ve geri kazanılan ısıl güç için denklemler çoklu
regresyon analizi ile türetilmiştir. 3-boyutlu levhalı ısı değiştiricilerin
farklı hacimsel debilerdeki performansları, sonlu hacimler tabanlı ANSYS/Fluent
kullanılarak karşılaştırılmıştır. Levhalı ısı değiştirici tasarımında en etkili
değişkenlerin; kanal yüksekliği ve ortalama hava akış hızı olduğu
belirlenmiştir. Isıl etken modelde, ortalama %50 daha fazla ısının geri
kazanıldığı ve ısıl etkenliğin ortalama %35 daha yüksek olduğu; akış etken
modelde ise ortalama 2.5 kat daha az basınç düşümü ve akış etkenliğinin
ortalama %10 daha yüksek olduğu görülmüştür. Geri kazanılan ısıl güç ve akış
etkenliği birlikte değerlendirildiğinde her iki model için en uygun ortalama
akış hızlarının 1.5-2 m/s (~90÷~110 m3/h) aralığında olduğu belirlenmiştir.

.

Makale detayları

Taguchi yöntemi ve hesaplamalı akışkanlar dinamiği kullanılarak tasarlanan levhalı ısı değiştiricilerin performanslarının karşılaştırılması

Yazarlar: Murat ÜNVERDİ | Hasan KÜÇÜK

Yayıncı: Pamukkale University

Ana Başlıklar: Uygulamalı fizik

Dergi: Pamukkale University Journal of Engineering Sciences 2019 Vol.25 Issue 4, pp.373-386

Belge Tipi: Makale

Yayın Tarihi: 8/2019

Belge Dili: Türkçe

Document ID (Org No.): 2000575839

Sıklık: İki Aylık

eISSN: 2147-5881

pISSN: 1300-7009

Sayı

Yazarlar:

Murat ÜNVERDİ | Hasan KÜÇÜK

Yayıncı:

Pamukkale University

Ana Başlıklar:

Uygulamalı fizik

Dergi:

Pamukkale University Journal of Engineering Sciences 2019 Vol.25 Issue 4, pp.373-386

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

8/2019

Belge Dili:

Türkçe

Document ID (Org No.):

2000575839

Sıklık:

İki Aylık

eISSN:

2147-5881

pISSN:

1300-7009