Karıştırıcılı bir ısı değiştirici etkinliğine farklı parametrelerin etkisinin deneysel ve sayısal incelenmesi

Enerji verimliliğinin artışı hem olumsuz çevresel etkilerin azaltılması hem de işletme maliyetlerinin düşürülmesi açısından önemini korumaktadır. Endüstriyel işletmelerdeki ısıl yükler, atık ısılar, enerji tüketiminde önemli bir paya sahiptir. Bu proseslerin verimli ve tasarruflu bir şekilde yürütülmesinde ısı değiştiricilerin payı büyüktür. Bu tez çalışmasında karıştırıcılı bir ısı değiştiricinde mekanik karıştırıcının dönme hızı, Reynolds sayısı, akışkan giriş sıcaklıklarının ısı transfer performansına olan etkisi deneysel olarak incelenmiştir. Hesaplamalı akışkanlar dinamiği yazılımıyla oluşturulan sayısal model doğrulandıktan sonra, karıştırıcı çark ve kanat geometrisinin ısı transfer performansıma olan etkisi incelenmiştir. Sayısal çalışmada ANSYS Fluent 2022 R1 yazılımında hareketli ağ yapısının modellenmesi için Hareketli Referans Sistemi (MRF) ve çözüm için düşük Reynolds düzeltmeli SST k-ω türbülans modeli kullanılmıştır. Sonuç olarak; çark hızının 0'dan 200 d/dk'ya kadar artırılması, ısı transfer etkinliğinde %55,1 artış, çark yüksekliğinin H=10 mm'den H=40 mm'ye artırılması ısı transfer etkinliğinde %17,2 artış, çark çapının D=40 mm'den D=100 mm'ye artırılması ısı transfer etkinliğinde %15,9 artış, kanat açısının θ=0°'dan θ=45°'e kadar artırılması ısı transfer etkinliğinde %14,4 artış, kanat sayısının n=2'den n=3'e çıkarılması ısı transfer etkinliğinde %12,6 artış ve çark sayısının S=1'den S=2'ye çıkarılması ise ısı transfer etkinliğinde %16,7 artış sağladığı tespit edilmiştir. Bu tez çalışmasından elde edilen sonuçlarla, termal proseslerde ısı değiştiricisine ait verimliliklerin artırılmasına bağlı olarak enerji tasarruflu sistemlerin geliştirileceği değerlendirilmiştir.