Endüstriyel tip ıslak soğutma kulelerinin deneysel ve teorik analizi
Experimental and theoretical analysis of industrial type wet cooling towers
Yazar: GÖRKEM ZENGİN
Danışman: DOÇ. DR. AYHAN ONAT
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Soğutma kuleleri fabrikalarda, enerji üretim tesislerinde ve konut tipi yapıların iklimlendirmelerinde, özetle soğuk su ihtiyacı olan yerlerde kullanılan yüksek verimli ve düşük maliyetli soğutma üniteleridir. Basitçe çalışma prensiplerini tanımlamak gerekirse; prosesteki sıcak suyun içeriğindeki ısıyı soğuk havaya dolgular ve spreyleme teçhizatlarının da yardımıyla aktararak ısı transferi yapan ekipmanlardır. Bu ısı aktarımının termal verimini arttırmak için birbirinden farklı çok sayıda sistem tasarımları bulunmaktadır. Bu tasarımlardan biri de dolgu yüksekliğinin değiştirilmesidir.
Bu çalışmada dolgu yüksekliğindeki değişikliklerin performansa etkisi incelenmiştir. Deneysel olarak yapılan çalışmada dört farklı yükseklikteki dolgunun ampirik hesaplama katsayıları çıkartılmıştır. Dezavantajları ve avantajları incelenmiştir.
1500, 1800, 2100 ve 2400 mm'lik dolgu yüksekliklerinde performans testleri yapılmıştır. Bu testlerde termal giriş çıkış sıcaklıkları ölçülmüş ve sonucunda termal hesaplama korelasyon katsayıları çıkartılmıştır. Merkel yaklaşımına göre performansı en düşük olan 1500 mm'lik dolgu olurken en yüksek performans 2400 mm'lik yüksekliğe sahip olan dolgu yüksekliğinde çıkmıştır. 
Termal performans testlerinin yapıldığı sırada dolgudaki basınç kaybı değeri de her koşulda ayrı ayrı ölçülmüştür. Bu ölçümler sonucunda da farklı dolgu yüksekliklerinde, hava hızlarında ve su yüklerindeki hava direnci değerlerini veren grafikler elde edilmiştir. 
En düşük direnç değeri 1500 mm'lik dolguda ölçülürken en yüksek değer de 2400 mm'lik dolguda ölçülmüştür.  Soğutma kuleleri dizaynında dolgu yüksekliği ne kadar artırılırsa performans o kadar artmaktadır, lakin bu artışla birlikte hava tarafı direnci de artmaktadır.

Abstract:
Wet cooling towers are high thermal efficient and cost effective industrial cooling units which are used in factories, energy plants and heating, ventilating and air conditioning sector (HVAC). For simply describe of the working principles; hot process water cools with cold atmosphere air by the help of cooling fills and water distribution systems. There are many different system designs to increase the thermal efficiency of this heat transfer. One of these designs is to change the fill height.
In this study, the effect of fill height changes on thermal performance are investigated. In the experimental study, four different cooling fill height's empirical calculation coefficients are found. Disadvantages and advantages are examined.
Performance tests were performed at fill heights of 1.500, 1.800, 2.100 and 2.400 mm. In these tests, thermal input output temperatures were measured and thermal correlation coefficients were calculated. According to the Merkel approach, 1500 mm has the lowest and 2.400 mm has the highest performance coefficient about cooling fill height change. 
During thermal performance tests, the pressure loss value on cooling fill was measured separately in each condition. With these measurements, graphs were obtained for different fill heights, air velocity and water loading values.
The lowest resistance value is measured on 1500 mm fill height and the highest resistance value is measured in the 2400 mm fill. Increased cooling fill height will improve thermal performance but higher height cooling fill will make more pressure loss on air side.