Bu çalışmada, öncelikle ısı değiştiricilerinin boyutlandırma parametrelerini hesaplayarak, tasarımına olanak sağlayan bir bilgisayar programı geliştirilmesi amaçlanmıştır. Daha sonra, çalışmanın deneysel bir düzeneği kurularak elde edilen veriler ile bilgisayar sonuçları karşılaştırılarak hesaplamanın doğruluğu ve kullanılabilirliliği belirlenmeye çalışılmıştır. Bu amaçla, öncelikle ısı değiştiricilerinin genel bir tanımı yapılarak, sınıflandırılmış, çalışma şekilleri ve kullanım alanları tespit edilmiştir. Bu anlamda soğutucu serpantin tipi ısı değiştiricilerinin sanayi ve teknolojideki yeri ve önemi vurgulanmıştır. Ayrıca, bu tipteki ısı değiştiricilerinin boyutlandırılmasına ait parametrelerin belirlenmesindeki zorluklar ortaya konulmuştur. Böylece optimum boyutların belirlenmesine olanak sağlayan, C* bilgisayar programlama diliyle hem görsel hem de kullanım kolaylığı ile her türlü ısı değiştirici seçeneklerine ait değişkenleri dikkate alan çok hassas çözümler üreten bir bilgisayar programı oluşturulmuştur. Böyle bir programlama ile bilgisayar yardımıyla ısı değiştiricilerinin ısıl hesaplarının yapılması ve ısı transfer yüzeyi ile boru adetlerinin belirlenmesi yoluyla boyutlandırılması amaçlanmıştır. Programın ilk formunda genel bir çözümü sağlamak amacıyla çoktan seçmeli farklı tip ısı değişicilerinin tanımına olanak sağlanmıştır. Burada matematiksel modeli incelenmiş olan soğutucu serpantin tipi ısı değiştiricilerinin ilgili parametreleri detaylı bir şekilde yer almaktadır. Akışkanların giriş-çıkış sıcaklık değerleri, kütlesel debileri, seçilecek olan boruların iç ve dış çapları programa dışarıdan veri olarak girilerek yapılan hesaplamalar sonucunda ısı değiştiricisi boyutları hesaplanmaktadır. Elde edilen çözümler ile literatürde verilen değerlerle deneysel bir modeli oluşturulan ısı değiştiricisinin optimum boyutlarıyla gerçekten geçerli bir yaklaşıklık sağlamaktadır. Ayrıca hazırlanan program, gaz ve sıvı akışkanların fiziksel özelliklerinin sıcaklığa bağlı olarak hassas bir şekilde hesaplanacak yazılımlar da içermektedir. Bu özellikler gerekli olan yerlerde hassasiyetle hesaplanarak program tarafından atanmıştır. Su ve hava için sıcaklık değerlerine bağlı olarak yoğunluk, ısı iletim katsayısı, Prandtl sayısı, özgül ısı ve dinamik viskozite gibi değerler ile neme bağlı değerler hesaplanmıştır. Kullanılan tüm bağıntılar, ilgili literatürlerde verilen doğruluğu kanıtlanmış amprik ifadelerdir. Yapılan çalışma, özellikle havadan sıvıya ısı değişicileri için yapılacak deneysel ve teknolojik uygulamalar ile teorik çalışmalara çok önemli katkılar sağlayacaktır. Anahtar Kelimeler: Soğutucu akışkan-Hava ısı değiştiricileri. Evaporatör. Soğutucu serpantin.
Scope of this study is firstly, developing a computer program that designs heat exchangers by calculating dimension parameters. Secondly, an experimental setup of the study is assembled. The results of computer program are compared with the obtained experimental results for determining the usability of the computer program. For this aim, primarily, a general definition of heat exchangers is made including classification, working types and working fields. The uses of cooling types of heat exchangers in industrial and technological fields are emphasized. Additionally, the difficulties of determining the dimensioning parameters of heat exchangers are examined. Also, a simple and visual computer program is carried out with C* programming language which produces sensitive solutions by taking into consideration of the parameters of all kinds of heat exchangers. Dimensioning of heat exchangers is aimed with thermal calculations and determining heat transfer surface and number of pipes by this kind of programming. In the first form of the program a possibility is provided which defines different types of heat exchangers for a general solution. This form includes detailed information about parameters of cooling heat exchangers with mathematical models. The heat exchanger dimensions are calculated by computation of inputted inlet and outlet temperatures, mass flow rates of the fluids and inlet and outlet diameters of pipes. Comparing the obtained results by computer program and experimental setup that is assembled with the data obtained from literature shows a truly valid approximation. Additionally, the computer program includes software that calculates physical properties of gas and liquid fluids in terms of temperature with sensitivity. These properties are assigned by program with calculation with sensitivity when required. Properties such as density, coefficient of thermal conductivity, Prandtl number, specific heat and dynamic viscosity and properties of moist air are calculated for water and air in terms of temperature. All of the correlations that are given in the literature are proved empiric expressions. This study will provide very important contributions especially to experimental and technological applications that are will be for air to liquid heat exchangers. Keywords: Refrigerant-air heat exchangers, Evaporator, Cooling serpentine.
Tez (Yüksek Lisans) - Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Eğitimi Anabilim Dalı, 2007.
Kaynakça var.
Bu çalışmada, öncelikle ısı değiştiricilerinin boyutlandırma parametrelerini hesaplayarak, tasarımına olanak sağlayan bir bilgisayar programı geliştirilmesi amaçlanmıştır. Daha sonra, çalışmanın deneysel bir düzeneği kurularak elde edilen veriler ile bilgisayar sonuçları karşılaştırılarak hesaplamanın doğruluğu ve kullanılabilirliliği belirlenmeye çalışılmıştır. Bu amaçla, öncelikle ısı değiştiricilerinin genel bir tanımı yapılarak, sınıflandırılmış, çalışma şekilleri ve kullanım alanları tespit edilmiştir. Bu anlamda soğutucu serpantin tipi ısı değiştiricilerinin sanayi ve teknolojideki yeri ve önemi vurgulanmıştır. Ayrıca, bu tipteki ısı değiştiricilerinin boyutlandırılmasına ait parametrelerin belirlenmesindeki zorluklar ortaya konulmuştur. Böylece optimum boyutların belirlenmesine olanak sağlayan, C* bilgisayar programlama diliyle hem görsel hem de kullanım kolaylığı ile her türlü ısı değiştirici seçeneklerine ait değişkenleri dikkate alan çok hassas çözümler üreten bir bilgisayar programı oluşturulmuştur. Böyle bir programlama ile bilgisayar yardımıyla ısı değiştiricilerinin ısıl hesaplarının yapılması ve ısı transfer yüzeyi ile boru adetlerinin belirlenmesi yoluyla boyutlandırılması amaçlanmıştır. Programın ilk formunda genel bir çözümü sağlamak amacıyla çoktan seçmeli farklı tip ısı değişicilerinin tanımına olanak sağlanmıştır. Burada matematiksel modeli incelenmiş olan soğutucu serpantin tipi ısı değiştiricilerinin ilgili parametreleri detaylı bir şekilde yer almaktadır. Akışkanların giriş-çıkış sıcaklık değerleri, kütlesel debileri, seçilecek olan boruların iç ve dış çapları programa dışarıdan veri olarak girilerek yapılan hesaplamalar sonucunda ısı değiştiricisi boyutları hesaplanmaktadır. Elde edilen çözümler ile literatürde verilen değerlerle deneysel bir modeli oluşturulan ısı değiştiricisinin optimum boyutlarıyla gerçekten geçerli bir yaklaşıklık sağlamaktadır. Ayrıca hazırlanan program, gaz ve sıvı akışkanların fiziksel özelliklerinin sıcaklığa bağlı olarak hassas bir şekilde hesaplanacak yazılımlar da içermektedir. Bu özellikler gerekli olan yerlerde hassasiyetle hesaplanarak program tarafından atanmıştır. Su ve hava için sıcaklık değerlerine bağlı olarak yoğunluk, ısı iletim katsayısı, Prandtl sayısı, özgül ısı ve dinamik viskozite gibi değerler ile neme bağlı değerler hesaplanmıştır. Kullanılan tüm bağıntılar, ilgili literatürlerde verilen doğruluğu kanıtlanmış amprik ifadelerdir. Yapılan çalışma, özellikle havadan sıvıya ısı değişicileri için yapılacak deneysel ve teknolojik uygulamalar ile teorik çalışmalara çok önemli katkılar sağlayacaktır. Anahtar Kelimeler: Soğutucu akışkan-Hava ısı değiştiricileri. Evaporatör. Soğutucu serpantin.
Scope of this study is firstly, developing a computer program that designs heat exchangers by calculating dimension parameters. Secondly, an experimental setup of the study is assembled. The results of computer program are compared with the obtained experimental results for determining the usability of the computer program. For this aim, primarily, a general definition of heat exchangers is made including classification, working types and working fields. The uses of cooling types of heat exchangers in industrial and technological fields are emphasized. Additionally, the difficulties of determining the dimensioning parameters of heat exchangers are examined. Also, a simple and visual computer program is carried out with C* programming language which produces sensitive solutions by taking into consideration of the parameters of all kinds of heat exchangers. Dimensioning of heat exchangers is aimed with thermal calculations and determining heat transfer surface and number of pipes by this kind of programming. In the first form of the program a possibility is provided which defines different types of heat exchangers for a general solution. This form includes detailed information about parameters of cooling heat exchangers with mathematical models. The heat exchanger dimensions are calculated by computation of inputted inlet and outlet temperatures, mass flow rates of the fluids and inlet and outlet diameters of pipes. Comparing the obtained results by computer program and experimental setup that is assembled with the data obtained from literature shows a truly valid approximation. Additionally, the computer program includes software that calculates physical properties of gas and liquid fluids in terms of temperature with sensitivity. These properties are assigned by program with calculation with sensitivity when required. Properties such as density, coefficient of thermal conductivity, Prandtl number, specific heat and dynamic viscosity and properties of moist air are calculated for water and air in terms of temperature. All of the correlations that are given in the literature are proved empiric expressions. This study will provide very important contributions especially to experimental and technological applications that are will be for air to liquid heat exchangers. Keywords: Refrigerant-air heat exchangers, Evaporator, Cooling serpentine.