Gövde Boru Tipi Isı Değiştiricisinin Comsol Multiphysicsde Modellenmesi

Çalışmamızda parabolik oluklu güneş kolektörü (PTSC) ile organik Rankine çevriminin hibrit olarak çalıştığı sistemin bileşenleri arasında yer alan gövde – boru tipi ısı değiştiricisinin COMSOL Multiphysics® programında katı modeli oluşturulmuş, gerekli sınır şartları aynı programa girilerek çoklu fizik (ısı transferi ve akışkanlar mekaniği) modellemesi yapılmıştır.

Bu modelleme sonucunda programa girilen şartlar için ısı değiştiricisine ait sıcaklık, ve hız dağılımları nümerik olarak bulunmuştur.

Ayrıca oluşturulan bu model üzerinde gövde tarafı akışkan debisi değiştirilerek hız, ve sıcaklık dağılımları karşılaştırmalı olarak verilmiş; bunun yanında gövde tarafı akışkan debisi değiştirilerek ısı transferi, ekserji verimi ve ısı değiştiricisi etkenliğine olan etkisi de incelenmiştir.

Bu çalışmanın sonucunda gövde tarafı akışkanın kütlesel debisinin 27,5 kg/s’den 127,5 kg/s’ye artmasıyla ısı değiştiricisi boyunca sıcaklık farkının azaldığı görülmüş; akışkan hızının arttığı tespit edilmiştir.

Öte yandan gövde tarafı akışkan debisinin arttırılması ile ısı transferi ve ekserji verimi artarken; ısı değiştiricisi etkinliğinin azaldığı tespit edilmiştir.

Bu çalışmanın amacı mevcut olarak bulunan ısı değiştiricisinin ısı transferi miktarını arttırarak ve basınç düşümünü azaltarak ısı değiştiricisinin performansını arttırmak ve ısı değiştiricilerinin tasarımı ve modellemesi üzerine çalışan araştırmacılara yol göstermektir.

Makalenin Tamamı