II. İLERİ TEKNOLOJİLER ÇALIŞTAYI (İTÇ 2011) - Bilgesam

160
3. Teori
Bu çalışmada kompakt ısı değiştiricisinin toplam ısı transfer katsayısı deneysel ve
sayısal olarak incelenecek ve değerler karşılaştırılacaktır. Sayısal çalışma için bir
matematik model hazırlanacak yüzey üzerindeki sıcaklıklar ve yoğuşan su buharının
kütlesi hesaplanacaktır.
3.1. Atık Gaz Tarafındaki Taşınım Katsayısının Bulunması
Bu çalışmada, hava tarafındaki taşınım katsayısı için, aşağıdaki bağıntı kullanıldı
(Schack, 1957).
2
⎡ 0,75
T ⎛ T ⎞ ⎤⎛u ⎞
⎢3,60,26 0,0076 ⎥⎜ 0,25 ⎟
h = + − ⎜ ⎟
⎢⎣ 100 ⎝100 ⎠ ⎥⎝ ⎦ di
⎠
Burada T,u ve di sırasıyla, cidar sıcaklığı ile gaz sıcaklığının ortalamasıdır yani film
sıcaklığını, atık gazın hızını ve eşdeğer boru çapını göstermektedir.
3.2. Su Tarafındaki Taşınım Katsayısının Bulunması
Bu çalışmada soğutkan sıvısı tarafındaki taşınım katsayısı için Gnielinski’nin
(Gnielinski,1976) önerdiği bağıntı kullanıldı.
( f )( − )
/8 Re 1000 Pr
Nu =
1+ 12,7 f /8 Pr −1
2/3 ( )
Burada f sürtünme faktörüdür ve aşağıdaki bağıntı ile bulunur (Gnielinski,1976).
( )
−2
f = ⎡⎣0,7904In Re −1,64⎤⎦
(3)
3.3. Atık Gaz İçindeki Yoğuşan Su Buharının Taşınım Katsayısı
Atık Gazdan soğutkana hem duyulur hem de atık gaz içindeki su buharının
yoğuşması nedeniyle gizli ısı transferi gerçekleşir. Yoğuşan su buharı için bir taşınım
katsayısı ifadesi bulabilmek için suyun buharlaşma entalpisinden faydalanıldı.
Atık gaz ve ısı değiştirici yüzey sıcaklıklarının dağılımı Şekil 4’te gösterilmiştir.
Tg=Atık gaz sıcaklığı
Ts=Soğutkan sıcaklığı
Ty=Isı değiştiricisi yüzey sıcaklığı
Tf=Yoğuşan suyun yüzey sıcaklığı
Şekil 4 Atık gaz ve ısı değiştirici yüzeyindeki sıcaklık dağılımı
(1)
(2)