Tesisat Dergisi 286. Sayı (Ekim 2019)

90 Tesisat / Ekim 2019 tesisat.com.tr Prototip modelde ısı değiştirici iki parçalı üretilmiştir. Düz bağlantıda proses suyu, ısı değiştiricinin ilk sırasındaki tüm borulara aynı anda girmektedir. Çapraz bağlantıda ise proses suyu ısı değiştiricinin ilk yarısında dolaştıktan sonra ısı değiştiricinin ikinci yarısına girmekte ve proses suyunun ısı değiştirici içerisindeki hızı artırılmış olmaktadır. Buna bağlı olarak toplam ısı transfer katsayısında ve kule kapasitesinde artış olduğu belirlenmiştir. Tablo 5.’te bu iki farklı bağlantı şeklinin deneysel olarak kapasite ve COP değeri üzerindeki etkisi gösterilmiştir. SONUÇ Kapalı çevrim bir soğutma kulesinin kapasitesinin doğru tahmin edilmesi için pek çok farklı parametrenin aynı anda incelenmesi gerekmektedir. Bu incelemeleri yapabilmek için çalışmada, Engineering Equation Solver (EES) yazılımı kullanılarak soğutma kulesinin termodinamik modellemesi yapılmıştır. Deneysel çalışmalar, modüler olarak imal edilmiş, boyutları ve kapasitesi bakımından sanayide kullanılabilecek ve uygulanabilir bir soğutma kulesi üzerinde gerçekleştiril- miştir. Sayısal hesaplar sonucu gerçek çıkış suyu sıcaklığı, ortalama sprey suyu sıcaklığı, COP değeri ve buharlaşan sprey suyu miktarı bulunmaktadır. Algoritma, farklı termodi- namik özellikler ve farklı ısı değiştirici boyutlarında soğutma kulesi kapasitesi hesaplamak için kullanılmaktadır. Yaş termometre değerinin arttığı durumlarda soğutma kulesi kapasitesi düşmektedir. Proses suyu debisi artırıldı- ğında çıkış suyu sıcaklığı yükselmesine rağmen kule kapa- sitesinde artış meydana gelmektedir. Sprey suyu debisinin artışı ile kule kapasitesi ve COP değeri arasında doğru orantı vardır fakat belirli bir debi değerinden sonra kapasiteye olan etkisi azalmaktadır. Bu sebepten dolayı pompa gücü göz önünde bulundurularak optimum sprey debisi belirlenmeli ve fazla enerji sarfiyatının önüne geçilmelidir. Isı değiştiricinin çapraz bağlantısı ile toplam ısı transferi katsayısı, COP değeri ve kule kapasitesinde artış olmakta olduğu deneysel olarak belirlenmiş ve sanayiye yönelik uygulamalarda kullanılabilir bir yöntem olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Deneysel sonuçlar, sayısal olarak hesaplanan sonuçlar ile karşılaştırılmış ve hata oranı %5’in altında kaldığı belirlenmiştir. Tablo 5. Sprey suyu debisi değişimine bağlı COP değeri değişimi Bağlantı Şekli Sprey Debisi (m 3 /h) Enerji Sarfiyatı (kW) Kapasite (kW) Kapasite COP = ––––––––––––– Enerji Sarfiyatı Normal 150 10,4 370 35,65 Çapraz 150 10,4 400 38,46 KAYNAKLAR [1] KROGER, D.G., Air-Cooled Heat Exchangers and Cooling Towers Volume I, PennWell Corp., Oklahoma, USA, 2004. [2] PARKER, R. O., TREYBAL, R. E., The Heat, Mass Transfer Characteristics of Evaporative Coolers, Chemical Engineering Progress Symposium Series, 57-32:138–149, 1961. [3] MIZUSHINA, T., ITO, R., MIYASHITA, H. “Characteristics and methods of thermal design of evaporative coolers”, International Chemical Engineering, 8, 3, pp532-538, 1968. [4] NITSU, Y., NAITO, K., ANZAI T., “Studies on Characteristics and Design Procedure of Evaporative Coolers,” Journal of the Society of Heating Air-Conditioning Sanitary Engineers of Japan, vol. 41, no. 12, 1967. [5] DREYER. A.A., ERENS. P.J., “Analysis of evaporative coolers and condensers”, Thesis, Department of Mechanical Engineering University of Stellenbosch, 1988. [6] LEIDENFROST, W., KORENIC, B., “Analysis of Evaporative Cooling and Enhancement of Condenser Efficiency and of Coefficient of Performance,” Wärme und Stoffübertragung, 12:5– 23, 1979. [7] HASAN, A., SIREN, K., “Theoretical and computational analysis of closed wet cooling towers and its applications in cooling of buildings”, Energy And Buildings, 34, 477- 486, FINLAND, 2002. [8] FACAO, J., OLIVIERA, A.C., “Thermal behaviour of closed wet cooling towers for use with chilled ceilings” Applied Thermal Engineering, 20, pp.1225-1236, PORTUGAL, 2000. [9] SHIM, G.J., SARKER, M.M.A., MOON, C.G., LEE, H.S., YOON, J., “Performance characteristics of a closed- circuit cooling tower with multiple paths heat transfer engineering”, Heat Transfer Engineering, 31.12, 992-997, SOUTH KOREA, 2010. [10] BUDILHARDJO, B., NASRUDDIN, N,. NUGRAHA, M.H., “Experimental and simulation study on the performance of counter flow closed cooling tower systems”, International Journal Of Technology, vol. 6, no. 3, 2015. [11] ZHOU, Y,. ZHU, X., DING, X., “Theoretical investigation on thermal performance of new structure closed wet cooling tower”, Heat Transfer Engineering, 39(5), 460- 472, 2017. [12] XIE, X., HE, C,. ZHANG, B,. CHEN, Q,. “Heat transfer enhancement fort he coil zone of closed wet cooling tower through field synergy analysis”, Computer Aided Chemical Engineering, 1927- 1932, 2018. [13] MAHDI, Q.S., JAFFAL, H.M., “Experimental investigation for the thermal performance of modified closed wet cooling tower”, College of Engineering Journal, Vol.19 No.2, pp.310 – 326, IRAQ, 2016. [14] INCROPERA, F.P., DEWITT. D.P., Fundamentals of Heat and Mass Transfer, John Wiley & Sons, no. 7, New York, USA, 1990 [15] ASHRAE Handbook, 2017. [16] KLINE, S., J., McCLINTOCK, F., A., “Describing uncertainties in single-sample experiments,” Mechanical Engineering, Jan. 1953. n MAKALE