Plakalı eşanjör tasarımında malzeme değişikliğinin sistem performansına etkisi

Amaç: Bu araştırma, plakalı eşanjörlerin üst plakasında alternatif malzeme kullanımı ve bu kullanımın bileşen performansına olan etkisinin incelenmesi amacı ile yapılmıştır. Materyal ve Yöntem: Araştırma, AISI 316L ve AISI 304L paslanmaz çelik malzemelerinin kullanıldığı plakalı eşanjörler ile gerçekleştirilmiştir. Performans parametresi olarak farklı malzeme içeriğine sahip ürünlerin termal performans değerleri ve patlama dayanım kriterleri ele alınmıştır. Termal performans plakalı eşanjör fonksiyonel test standında gerçekleşmiştir. Maximator basınçlandırma kiti ve plakalı eşanjör sabitleme aparatı ile patlama dayanım testleri uygulanmıştır. ANSYS FEA analizi ile sonuçları doğrulayan bir simülasyon metodu geliştirilmiştir. Test sonucunda elde edilen dayanım kriterleri, geliştirilen numerik metotla analiz edilmiş ve ilgili bulgular arasındaki korelasyon değerlendirilmiştir. Bulgular: Araştırmada farklı kalınlıkta ve tipte paslanmaz çelik malzemeler kullanılarak üretilmiş olan numunelerin, termal verimlilikleri ve plastik deformasyon basınçları tanımlanmıştır. AISI 316L malzeme ile üretilen üst plakadaki deformasyon başlangıcı 24 bar, AISI 304L malzeme ile üretilen üst plakadaki gözle görülen deformasyon başlangıcı 18 bar olarak belirlenmiştir. Sonuç: Kalınlığı azaltılmış 0,5 mm AISI 316L ve AISI 304L üst plaka ile üretilmiş olan plakalı ısı eşanjörlerinin mekanik dayanım performanslarının seri üretime uygun olduğu ve benzer şekilde her iki malzemenin termal performans testinde olumlu sonuçlar verdiği sonucuna ulaşılmıştır.