Plakalı ısı değiştiricilerinin hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemiyle performans değerlerinin incelenerek optimizasyonu ve yüksek verimli plaka tasarımı

Bu çalışmada, ısıtma-soğutma sektöründe kullanılan 3 farklı tipte plakalı tip ısı değiştirici temel alınarak performans iyileştirme çalışmaları yapılmış 3 farklı tip özgün tasarımlı ısı değiştirici plakası tasarımı ve üretimi yapılmıştır. Tasarım çalışmaları ticari bir unsur tabanlı modelleme programında yapılmıştır. Analiz çalışmaları ise Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği tekniği kullanan bir ticari program ile yapılmıştır. Öncelikle 3 farklı tipte standart tip ısı değiştirici plakası lazer tarama yöntemiyle taranmış parametrik olarak modellenmiştir. Modellenen ısı değiştirici plakaları Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği tekniğiyle termal ve hidrolik açıdan incelenmiş çalışma koşulları tespit edilmiştir. Ardından bu plakalar üzerinde optimizasyon çalışmaları yapılarak 3 farklı tipte özgün plaka tasarımı yapılmıştır. Tasarlanan plakalar Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği tekniğiyle termal ve hidrolik açıdan incelenmiştir. İki farklı tipteki plakalarda geliştirilen test düzeneği ile deneysel olarak incelenmiştir. Ayrıca özgün plakaların üretiminin yapılabilmesi için sonlu elemanlar yöntemiyle statik analizleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlarla standart ve özgün plakalar termal ve hidrolik özellikleri geliştirilen test düzeneği ile incelenmiştir. Tip-1 için farklı çalışma koşullarına göre %5-10 arasında termal verimi, %4-12 arasında ise hidrolik verimi arttırılmıştır. Tip-2 için farklı çalışma koşullarına göre %4-14 arasında termal verimi, %3-9 arasında ise hidrolik verimi arttırılmıştır. Tip-3 için farklı çalışma koşullarına göre %6-9 arasında termal verimi, %4-8 arasında ise hidrolik verimi arttırılmıştır. Anahtar Kelimeler: Plakalı ısı değiştirici, eşanjör, hesaplamalı akışkanlar mekaniği, ısı aktarımı, basınç kaybı, termal verim