Helikopter motor yağ soğutucusu olarak kullanılan plaka ve kanatçık tipi bir ısı değiştirgeci için test düzeneği tasarımı ve kurulumu
Design and installation of test setup for a plate and fin type heat exchanger used as a helicopter engine oil cooler
Yazar: ORHUN ÖZER
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SITKI USLU ; PROF. DR. SELİN ARADAĞ ÇELEBİOĞLU
TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Sayısal akışkanlar dinamiği = Computational fluids dynamic

Özet:
Mühendislik uygulamaları enerji kaybını engellemek adına enerjinin en verimli şekilde transfer edilmesini amaçlamaktadır. Verimli bir şekilde enerji transferi doğal kaynakların kullanımının azalmasında önemli bir rol oynamaktadır. Günümüz hava araçlarında ısıtma, soğutma ve akışkanların sıcaklık seviyelerini kontrol etmek amacıyla Isı Değiştirgeçleri kullanılmaktadır. Hava araçlarında sıkça kullanılan Isı Değiştirgeçlerinden bir tanesi de Plaka-Kanatçık Tipi Isı Değiştirgeçleri'dir. Plaka-Kanatçık Tipi Isı Değiştirgeçleri kompakt olması ve muadillerine göre yüksek ısı atım kapasitesine sahip olması nedeni ile havacılık ve otomotiv endüstrisinde sıkça kullanılmaktadır. Bu çalışmada bir helikopter motorunda kullanılmak üzere geliştirilen bir Plaka-Kanatçık Tipi Isı Değiştirgeci'nin performans test standının tasarımı, kurulumu ve testleri üzerinde durulmuştur. Tasarım aşamasında parlama noktasına oldukça yakın ısıtılan yağın, yağ ısıtıcı tasar ımı ve hava kanalında sıcaklıkların eşit dağılması için HAD analizleri yapılmıştır. HAD analizlerine göre üretilen parçalarla deney düzeneği oluşturulmuştur. Bu kapsamda ANOVA Arge Teknolojileri Labaratuarı'nda deney düzeneği kurulmuş ve Plaka Kanatçık Tipi Isı Değiştirgeci deneyi yapılmıştır. Reynolds sayıları 1000 ile 2500000 arasında değişen değerlerde hava tarafı basınç kayıp deneyleri yapılmıştır. Plaka Kanatçık Tipi Isı Değiştirgecinin ısıl karakteristiğinin ortaya çıkarılması amacıyla sıvı ve hava hattında sıcaklık ölçümleri, hacimsel debi ölçümleri ve basınç kayıplarının ölçülmesi için basınç ölçümleri yapılmıştır. Literatürden elde edilmiş olan korelasyon ile deney düzeneğinde ölçülen değerler karşılaştırılmıştır.

Abstract:
Engineering applications aim to transfer energy in the most efficient way to prevent energy losses. Efficient energy transfer plays an important role in reducing the use of natural resources. Heat Exchangers are used in today's aircraft to control the heating, cooling and temperature levels of fluids. One of the Heat Exchanger type commonly used in air vehicles is Plate-Fin Type Heat Exchangers. Plate-Fin Type Heat Exchangers are often used in the aviation and automotive industry due to their compactness and high heat dissipation capacity compared to the other Heat Exchangers. In this study, the design, installation and testing of the performance test stand of a Plate-Fin Type Heat Exchanger developed for use in a helicopter engine is focused on. During the design phase, CFD analyses were carried out to ensure that oil heater design is working properly with the oil heated very close to the flash point and the temperatures in the air duct were evenly distributed. An experimental setup was created with the parts manufactured according to CFD analysis. In this study, an experiment setup was established in ANOVA R&D Technologies Laboratory and a Plate-Fin Type Heat Exchanger experiment was conducted. Air side pressure loss tests were carried out with Reynolds numbers varying between 1000 and 2500000. In order to reveal the thermal characteristics of the Plate-Fin Type Heat Exchanger, temperature measurements in the liquid and air side, volumetric flow rate measurements and pressure measurements were made to measuring pressure losses. The correlation obtained from the literature and the values measured in the experimental setup were compared.