Doğal Sirkülasyonlu Isı Geri Kazanım Çevrimi

Abstract

Bu çalışmanın amacı birbirinin eşi olan iki ısı değiştiricisinden oluşan ve akışkanın doğal taşınım yaptığı bir ısı geri kazanım sisteminin incelenmesidir. Öncelikle ısı değiştiricilerin tanımlanması, sınıflandırılması ve kullanım alanları anlatılmıştır. Bunu ısı değiştiricilerindeki ısı geçişini hesaplamak için kullanılan yöntemler takip edecektir. Sistem, birbirinin eşi iki adet ısı değiştiricisinden ve doğal taşınımla sirküle edilen akışkandan oluşmaktadır. Isı geçişi sirküle edilen soğuk akışkanın düşük bir kotta ısıtılması ve daha sonra yüksek bir kotta sıcak akışkanın soğutulması ile gerçekleşir. Burda oluşan kaldırma kuvvetleri sistemdeki akışkanının sirkülasyonunu gerçekleştirir. Akış sırasında borularda sürtünme kayıpları meydana gelir. Sürtünme kuvvetlerinin kaldırma kuvvetlerine eşitlendiği durumda kararlı bir akış oluşmaktadır. Doğal sirkülasyon çevrimde ısı değiştiricisi ısıl hesapları ε-NTU yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Böyle bir sistemdeki problemi NTU yöntemiyle çözmek için sirkülasyon akışkanı için tahmini sıcaklık ve kütlesel debi değeri belirlemek gerekmektedir. Isıl hesaplar için bir algoritma geliştirilmiş ve MATLAB programı yardımıyla bir hesap programı düzenlenmiştir. Değişik parametrelere göre sistemin perfomansı değerlendirilmiş ve sonuçlara varılmıştır. Yapılacak hesaplamalar için gerekli olan formulasyonlar ve bilgisayar programları tezde mevcuttur.

The aim of this study is to investigate the behaviour and heat transfer calculations of a system consisting of two identical heat exchangers coupled by a fluid doing natural circulation loop due to natural convection. Firstly information about heat exchangers, their dimensions and calculations have been given, which is followed by heat transfer calculation methods for heat exchanges. The system consists of two heat exchangers with a fluid under natural convection that is coupled to them. Heat transfer occurs between the cold fluid and the hot heat exchanger, and then between the hot fluid and the cold heat exchanger. Buoyancy forces cause circulating flow. Steady flow occurs when friction forces and buoyancy forces are balanced. In this study, natural circulating loop calculations by heat heat exchangers are made with ε-NTU method. To solve such a problem by the NTU method, initial temperature and initial flow rate of circulating fluid should be determined. System perfomance is analyzed with various parameters. For heat transfer calculations, a MATLAB program is developed. All necessary equations and computer programs required for the calculations have been presented.