Pilot ölçekli gövde boru tipi ısı değiştirici sisteminin kurulması, kontrolü ve simülasyon programları ile deneysel verilerin karşılaştırılması

Gövde borulu ısı değiştiriciler endüstride yoğun olarak kullanılan ısı değiştirici tipleridir. Piyasa da kolaylıkla bulunabilir. Yüksek sıcaklık ve basınç değerlerine göre dizayn edilip çalıştırılabilmesi en büyük avantajlarından biridir. Bir çok değişken malzeme ve metaryal ile üretilebilmesi geniş proses aralığında çalıştırılabilmelerini sağlar. Ayrıca bakımı ve tamirleri kolaydır. Gövde borulu ısı değiştiriciler, silindirik gövde ile bunun içinde birbirine paralel borulardan oluşur. Akışkanlardan biri boruların içinden diğeri ise gövde içinden geçer. Ana elemanları; boru demeti, gövde, ayna ve kapaklardır. Bu çalışmada imalatı gerçekleştirilen 710 mm boy, 90 mm çapında gövde borulu bir ısı değiştirici kullanıldı. 7 adet paslanmaz çelik şaşırtma perdesine sahip bu ısı değiştiricide 30 adet düz bakır ısı transfer borusu kullanıldı. Borular 9,52 mm çapında ve 0,50 mm et kalınlığına sahiptir ve 30 ̊ C üçgen dizilimlidir. Toplam ısı transfer yüzey alanı 0,58 m2 dir. Ayna, kapak ve gövde karbon çeliğidir. 2 tane 45 litrelik karbon çelik tank, sıcaklık kontrol cihazları, termoçiftler, ısıtıcı ve su pompaları ise kurulan sistemin diğer bileşenleridir. Akışkanların sıcaklık/zaman datalarının toplandığı, akışkan sıcaklıklarının PID kontrol tekniği ile kontrol edildiği bir program yazılmıştır. Sistem için uygun PID katsayıları yapılan denemeler sonucunda belirlenmiĢtir. Belirlenen PID katsayılarıyla debi, sıcaklık ve tüp geçiş sayıları değşitirilerek denemeler yapılmış ve sonuçlar grafik edilmiştir. Matlab ortamında yazılan Delaware metoduyla ısı değiştirici simülasyon çalışmaları yürütülmüştür. Unilab paket programıyla da ısı değiştirici tasarlanmıştır. Belirlenen sıcaklık ve debilerde çalıştırılmıştır. Deneysel sonuçlar Unilab ve matlab sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır.