Gövde Borulu Eşanjörlerde Kompaktlık
Bu yazımızda ısı değiştiricilerin sınıflandırılmasında kullanılan bir terime açıklık getirmek isteriz.
Basit şekilde ifade etmek gerekirse kompaktlık; ısı geçişi yüzeyinin ısı geçişi hacmine oranına göre ısı değiştiricilerin sınıflandırılmasıdır. Bu sınıflandırma için eşanjörler de β şekliyle yüzey alanı yoğunluğu adı verilen bir büyüklük tanılanmaktadır.
β = Isı Geçişi Yüzeyi (m2) / Isı Değiştirici Hacmi (m3)
Yukarıda belirtilen formüle göre β > 700 m2/m3 olan ısı değiştiricileri kompakt, β ≤ 700 m2/m3 olanlar ise kompakt olmayan ısı değiştiriciler olarak tanımlanabilmektedir. Gövde borulu ısı değiştiriciler için kompaktlık A ısı değiş yüzeyi, V hacmi, K toplam ısı geçiş katsayısı, Δtm logaritmik sıcaklık farkını göstermek üzere β büyüklüğü ile Q geçen ısı miktarı aşağıdaki şekilde tanımlanabilmektedir.
𝜷=(𝑨𝒔𝚤𝒄𝒂𝒌+ 𝑨𝒔𝒐ğ𝒖𝒌)/ 𝑽𝒕𝒐𝒑𝒍𝒂𝒎 𝜽=𝑲 (𝜷/𝟐) 𝑽𝒕𝒐𝒑𝒍𝒂𝒎Δ𝒕𝒎
Teknik olarak daha detaylı bilgi vermek gerekirse, aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi gövde borulu eşanjörlerin geometrik büyüklükleri ile kompaktlığı arasında yaklaşık değerde bir bağlantı kurmakta mümkündür.
Gövde borulu ısı değiştiricilerinde;
𝜷=𝟐(𝝅𝒅𝟎𝑳)/(𝒙𝟏𝒅𝟎)(𝒙𝟐𝒅𝟎)𝑳= 𝟐𝝅/𝒙𝟏𝒙𝟐𝒅𝟎
Eşanjörler de kompaktlığı akışkan fazları cinsinden yorumlamak gerekirse, genellikle gaz akışkanlardaki ısı taşınım katsayıları, sıvı akışkanlara göre daha küçüktür. Bu nedenle bir tarafta gaz diğer tarafta sıvı bulunan eşanjörlerde gaz fazında buluna tarafı yüzey alanı arttırılmalıdır. Yüzey alanın arttırılması yukarıda da formül de belirtildiği gibi kompaktlığın artmasını sağlamaktadır. Aşağıdaki örnek görselde olduğu gibi boru dış yüzeylerine kanatların ilave edilmesi eşanjör kompaktlığını arttıracaktır.
Kompakt eşanjörlerde ağırlıktan ve hacimden kazanç elde edildiği gibi daha esnek koşullarda projelendirilmeye elverişlidirler. Fakat akışkanlardan en az birinin gaz fazında olması, yüzey kirliliğine sebep olan korozif akışkanların kullanılamaması ve eşanjör içerisindeki yük kayıplarını yenebilmesi için ek olarak fan veya pompa gibi yardımcı güce gerek duyulması kompakt eşanjörlerin belli başlı sayılabilecek olumsuzluklarıdır.
Yorum Yapılmamış