Pamukkale University Journal of Engineering Sciences (Aug 2019)
Taguchi yöntemi ve hesaplamalı akışkanlar dinamiği kullanılarak tasarlanan levhalı ısı değiştiricilerin performanslarının karşılaştırılması
Abstract
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.
