SolidWORKS’ te modellediğim, CFdesign da ısıl analizini yaptığım ısı değiştiricimi sizinle paylaşmak istiyorum. Analizi anlatmaya başlamadan önce “Isı Değiştirici”nin ne olduğundan bahsedelim.
Isı değiştirici için kısaca; “Temel olarak bir kap içerisinde bulunan belli sayıda ve belli çaptaki borular sayesinde bir akışkanın enerjisinin diğer akışkana aktarılmasını sağlayarak yerine göre ısıtmayı ya da soğutmayı sağlar.” diyebiliriz.
Sistemimiz şöyle;
Bir tane kazanımız var ve içerisinde bir tane kıvrımlı (ısı geçecek yüzeyi artırmak için) bakır borumuz var. Kazana T=25 C sıcaklığında ve V=1 m/s hızında soğuk suyumuz giriyor ve içerisinde T=150 C sıcaklığında ve V=2 m/s hızında (hızlar zıt yönlü) kızgın su akan boruya çarpıyor. Bu esnada sıcaklık farklarından dolayı ısı transferi gerçekleşiyor ve Soğuk su ısınıyor.
Isı Değiştirici Genel Görünüm
Sıcaklık Değişimi
. 
Hız Değişimi
. 
Boru Çıkış Sıcaklığı........................................................Kazan Çıkış Sıcaklığı
. 
Yapılan analizde boru çıkış sıcaklığı 64 C civarında, kazan çıkış sıcaklığı 65 C civarında bulundu. Değerlerin birbirine bu kadar yakın olmasının sebebi boru içerisindeki akışın ısıl dengenin kurulmasına fırsat verecek kadar yavaş olmasıdır.
Borudaki akışkanın hızını 2 m/s’den 20 m/s’ye çıkarıp analizi tekrarlayalım.
Sıcaklık Değişimi
. 
Yapılan yeni analizde boru çıkış sıcaklığı 138,5 C civarına yükseldi. Akışkan çok hızlı aktığı için ısıl dengeye ulaşamadan kazan içerisinden çıkmak zorunda kaldı ve sıcaklığının çok az bir miktarını kazandaki suya aktarabildi.
Burada amacımız kazandaki suyu ısıtmak olduğu için bizim için kazan çıkış sıcaklığı önemli.
Kazan çıkış sıcaklığını istediğimiz değere getirmek için yapabileceklerimiz;
- Giriş sıcaklıklarını ya da hızlarını değiştirmek
- Boru sayısını ya da çapını değiştirmek
- Giriş ve çıkışları yerini (tasarım üzerinden) değiştirmek
- Kazan boyutlarını değiştirmek
- Boru kıvrımının tasarımını değiştirmek
Bu bahsettiğim değişikliklerle kazan çıkış sıcaklığını istediğiniz aralığa çekebilirsiniz.
Bir başka yazıda görüşmek üzere…
