Rafineri sistemleri ve ısı değiştiricilerinde yoğuşmalı ısı transferi

Ham petrolün damıtılması buharlaştırma ve yoğuşturma işlemlerini içeren bir süreçtir. Buhar halindeki hidrokarbonlar farklı sıcaklıklarda yoğuşturularak petrol esaslı sıvı yakıtlar elde edilir. Yoğuşma olayı buharın kendinden daha soğuk bir yüzeye temas etmesi ile gerçekleşir. Söz konusu soğuk yüzeylerin sıcaklığını sabit tutmak için su sirkülasyonu ile soğutmak gerekmektedir. İçerisinde geniş bir yoğuşma yüzeyi bulunan ısı değiştiricilerine yoğuşturucu denmektedir. Yoğuşturucular çok çeşitli şekillerde tasarlanabilmekte olup geniş kapasiteli yoğuşturucularda buhar halindeki hidrokarbonlar bir borunun iç yüzeyinde ya da dış yüzeyinde yoğuşmaktadır.Bu tezde yoğuşma konusunda geliştirilen matematik modellerin kapsamlı bir literatür incelemesi yapılmış ve dizel yakıtının yoğuşması çalışılmıştır. En basit matematik model Nusselt analizi olup, bu analizde sıcaklığı sabit olan bir yüzey üzerinde yoğuşan buharın yer çekimi etkisi ile aktığı kabul edilmektedir. Gelişmiş matematik modellerde buhar süpürmesi, yoğuşmanın olduğu yüzeydeki sıcaklık değişmeleri, yoğuşmuş tabakanın ivmeli akışı, yoğuşmuş tabaka içerisindeki basınç değişimleri, girdap viskozitesi, girdap ısı iletimi, yoğuşmuş tabaka içerisindeki türbülans ve yoğuşmaz gazların etkileri gibi etkenler hesaba katılmaktadır. Bu tezde ileri düzeyde geliştirilmiş bir model olan Nicol-Wallace modeli ile Nusselt modelinin verdiği sonuçların bir kıyaslaması da yapılmıştır.Anahtar Kelimeler : Yoğuşma, Buhar Süpürmesi, Yoğuşturucu, Rafineri