Plakalı ısı değiştiricilerinde chevron tipi etkilerinin incelenmesi
Investigation of chevron type effects on plate heat exchangers
Yazar: ALİ CAN BUDAK
Danışman: PROF. DR. LATİFE BERRİN ERBAY
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Farklı sıcaklıkta ve birbirinden katı bir cidar ile ayrılan iki akışkan arasındaki ısı geçişini gerçekleştirmek için kullanılan cihazlara ısı değiştiricisi denir. Isı değiştiricilerin kullanıldığı sistemlerden bir tanesi akışkanlar arası doğrudan temasın olmadığı ısı geri kazanım sistemleridir. Bu çalışmada akışkanlar arası doğrudan temasın olmadığı ısı geri kazanım sistemlerinde kullanılan plaka tipi ısı değiştiricileri ayrıntılı olarak incelenmiştir. Plaka tipi ısı değiştiriciler üzerinde bulunan oluklar sayesinde düz bir plakaya göre 3 kata kadar daha fazla ısı transferini mümkün kılabilmektedir. Bu oluklar chevron açısı olarak adlandırılan farklı açılarda yerleştirilmekte ve açı değişimi ısı transfer miktarını değiştirmektedir. Bu nedenle chevron açıları plaka tipi ısı değiştiricileri için çok önemlidir. Birçok bilim insanı chevron açısı ile ilgili çalışmalar ve deneyler yapmış ve farklı koşullar için çözümlerde kullanılabilecek farklı korelasyonlar türetmişlerdir.  Ancak her koşulda kullanılabilecek ortak bir korelasyon türetilememiştir. Bu çalışmada Kumar, Savostin ve Tikhonov, Tovazhnyanski, Chisholm ve Wanniarachchi, Heavner, Talik, Muley ve Manglik korelasyonları incelenmiştir. Ortak deney koşullarında türetilen korelasyonların birbirleri yerine kullanılıp kullanılamayacağı araştırılmıştır. Bu incelemeyi daha kolay yapabilmek için excel tabanlı bir çözüm programı tasarlanmıştır. Program tüm korelasyonları ve onların sınır şartlarını içermektedir. Ortaya konulan sistem hangi korelasyonun sınır şartına uyuyorsa onun için çözüm yapmakta ve sınır şartına uymadığı zamanlarda hesaplanamadığını bildirmektedir. Bu sayede tasarlanacak bir ısı değiştiricide sadece chevron etkisinin değil diğer sistem özelliklerinin de etkileri kolay bir şekilde incelenebilmektedir. Program ile birçok örnek incelenmiş ve bunlardan iki tanesi paylaşılmıştır. Oluşturulan program geliştirilebilmeye ve özgünleştirilmeye açık bir programdır.

Abstract:
The devices used to conduct the heat transfer between the two fluids that are at different temperatures and separated by a solid wall are called heat exchangers. One of the systems using heat exchangers is heat recovery systems that there is no direct contact between the fluids. In this study, plate type heat exchangers used in heat recovery systems that there is no direct contact between fluids are examined in detail. Owing to the grooves on the plate-type heat exchangers, it can make up to 3 times more heat transfer than a flat plate. These grooves are placed at different angles called chevron angles and the angle change changes the amount of heat transfer. Therefore, chevron angles are very important for plate type heat exchangers. Many scientists have done studies and experiments on the chevron angle and have derived different correlations that can be used in solutions for different conditions. However, a common correlation that can be used in all circumstances cannot be derived. In this study, the correlations of Kumar, Savostin and Tikhonov, Tovazhnyanski, Chisholm and Wanniarachchi, Heavner, Talik, Muley and Manglik were examined. It was investigated whether the correlations derived in the common experimental conditions can be used interchangeably. An excel based solution program is designed to make this review easier. The program includes all correlations and their boundary conditions. The program make solution for correlations that match the boundary conditions and if it does not meet the limit condition, it reports that not calculated. In this way, not only the chevron effect, but also the effects of other system features can be easily examined in a heat exchanger designing. Many examples were examined with the program and two of them were shared. The created program is open to be developed and customized.