Ara soğutma amaçlı kullanılan kompakt ısı değiştiricilerinin birinci ve ikinci yasa analizleri

Aşırı doldurmalı motorlarda, dolgu havasının sıcaklığını düşürmek amacıyla ara soğutma işlemi uygulanır. Yapılan soğutma ile motora beslenen hava miktarında artış, motordaki genel sıcaklık seviyesinde ise azalma sağlanır. Bu soğutma işlemi, bir kompakt ısı değiştiricisi olan ara soğutucu ile gerçekleştirilir. İhtiyaç duyulan termal-hidrolik performansa bağlı olarak ara soğutucular, farklı kanatçık tipleri kullanılarak tasarlanabilir. Yapılan bu çalışmada; ara soğutucu tasarımında kullanılan kanatçık tipleri, birinci ve ikinci yasa analizleri vasıtasıyla teorik olarak incelenmiştir. Bu kapsamda; düz kanatçık, panjurlu kanatçık, kaydırılmış şerit kanatçık, dalgalı kanatçık ve delikli kanatçık olmak üzere beş kanatçık tipi kullanılarak farklı ara soğutucu yapıları kurgulanmıştır. Daha sonra bu yapılara boyutlandırma ve performans değerlendirme işlemleri uygulanmıştır. Boyutlandırma işlemi ile ara soğutucu yapılarının ebatları bulunurken, performans değerlendirme işlemi ile yapıların ısı geçişi, basınç düşümü ve ikinci yasa performansı hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar tablolar halinde verilmiş ve birbirleriyle kıyaslanmıştır. Sonuçlar, kaydırılmış şerit kanatçık tipinin kullanılması ile ısıl açıdan iyi bir performans elde edilebileceğini, düz kanatçık tipinin kullanılması ile de akışkanların en az miktarda basınç düşüşüne maruz kalacağını göstermiştir. İkinci yasa analizleri ise; bu çalışmadaki ara soğutucuların dengeli akışa sahip olmaması nedeniyle, sonsuz büyüklükteki bir yüzey alanı ve sıfır basınç kaybıyla bile ara soğutucuda entropi üretiminin ya da ekserji yıkımının tamamen yok edilemeyeceğini göstermiştir. Anahtar Kelimeler: Aşırı doldurma, ara soğutma, ara soğutucular, kompakt ısı değiştiricileri, plakalı-kanatlı ısı değiştiricileri, ısı geçişi, basınç düşümü, ikinci yasa analizi.