Termal etkinliği iyileştirilmiş ıslak tip soğutma kulesinin sayısal ve deneysel olarak incelenmesi
Numerical and experimental investigation of wet type cooling tower with improved thermal efficiency
Yazar: YUSUF YAZICI
Danışman: PROF. DR. SÜLEYMAN KARSLİ
Gebze Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, paket tip açık ıslak bir soğutma kulesinin termal etkinliğinin
iyileştirilmesi ve su buharı geri kazanımının sağlanması amacıyla deneysel bir çalışma
yapılmıştır. Deneysel çalışma neticesinde mühendislik sistemlerinde yaygın şekilde
kullanılan ıslak tip kule sistemlerinin termal performanslarının iyileştirilmesi ve su
kayıplarının minimize edilmesi araştırılmıştır. Bu amaçla laboratuvarda bulunan
sistemin kule çıkışına bir ısı değiştiricisi monte edilmiştir. Çalışmadan elde edilen
deneysel veriler, enerji ve ekserji analizi yardımıyla değerlendirilerek sistemin ısıl
performansı incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda, sıcaklık, basınç, nem ve debi gibi
temel parametre ölçümleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, %93 bağıl nemde
su buharı kazanımı %3,4 iken, %99 bağıl nemde su buharı geri kazanım oranının
%3,75'i aşmaktadır. Çevre sıcaklığı 21 oC iken su geri kazanım oranı % 3,8'e
yaklaşırken 23 0C çevre sıcaklığında ise su geri kazanım oranının % 3,4'ün altına
düştüğü tespit edilmiştir. Kule soğutma kapasitesi artışıyla geri kazanılan su buharı
debisinin arttığı, artan ılık su giriş sıcaklığı ve yaş termometre sıcaklığının artışıyla
soğutma aralığının da arttığı anlaşılmıştır. Artan bağıl nem ile ekserji veriminin arttığı,
artan yaş termometre sıcaklığı ile kule etkinliğinin azaldığı, ekserji yıkımının ise arttığı
anlaşılmaktadır. Kule ekserji verimi çevre sıcaklığı 21 oC de yaklaşık %8,48 iken çevre
sıcaklığı 23 oC iken %8,54 olarak hesaplanmıştır.

Abstract:
In this study, an experimental study was carried out to improve the thermal efficiency
and water vapor recovery of a package type open wet cooling tower. As a result of the
experimental study, improvement of thermal performance and minimization of water
losses of wet type tower systems, which are widely used in engineering systems, were
investigated. For this purpose, a heat exchanger was installed at the tower outlet of the
system in the laboratory. The experimental data obtained in the study were evaluated
with the help of energy and exergy analysis and the thermal performance of the system
was examined. In experimental studies, basic parameters such as temperature,
pressure, humidity and flow were measured. According to the results obtained, while
the water vapor recovery rate at 93% relative humidity is 3.4%, the water vapor
recovery rate exceeds 3.75% at 99% relative humidity. It was determined that when
the ambient temperature was 21 oC, the water recovery rate approached 3.8%, while at
23 oC the water recovery rate dropped below 3.4%. It has been understood that the
recovered water vapor flow rate increases with the increase in tower cooling capacity,
and the cooling range increases with the increase in warm water inlet temperature and
wet bulb temperature. It is understood that exergy efficiency increases with increasing
relative humidity, tower efficiency decreases with increasing wet bulb temperature,
and exergy destruction increases. Tower exergy efficiency was calculated as
approximately 26% when the wet bulb temperature was 21 oC and 8,54% when the
wet bulb temperature was 23 oC