DEN 322. Isı Değiştirgeçleri

Transkript

1 DEN 322 Isı Değiştirgeçleri

2 Isı Değiştirgeçleri Isı değiştirgeçleri iki veya daha fazla akışkan arasında ısı enerjisi akışı temin eden cihazlardır. Gemide rastlanılan ısı değiştirgeçlerinin büyük bir çğunluğu tarafından sıcak akışkanların sğutulduğu sğutuculardır. Bazı hallerde sıvıların ısıtılması da gerekir, ağır yakıt ısıtıcıları ve tank temizliği için ısıtıcılarında lduğu gibi. Isı değiştirgeçleri akış düzenlemeleri ve knstrüksiyn tiplerine göre sınıflandırılırlar. Basit bir ısı değiştirgecinde sıcak ve sğuk akışkanlar aynı veya zıt yönlerde eş merkezli bir bru içinde hareket ederler. paralel akış zıt akış

3 Isı Değiştirgeçleri Paralel akış düzenlemesinde, sıcak ve sğuk akışkanlar aynı bru snundan girerler, aynı yönde hareket ederler ve aynı bru snundan çıkarlar. Zıt akış düzenlemesinde akışkanlar karşıt bru snlarından girerler, zıt yönde hareket ederler ve karşıt bru snlarından çıkarlar. Akışkanların birbirlerine dik yönde hareket ettikleri düzenlemelerde mevcuttur. x y çapraz akış T=f(x,y) çapraz akış T=f(x) her iki akışkanın karışmadığı hal bru akışı bru akışı bir akışkanın karıştığı diğerinin karışmadığı hal

4 Isı Değiştirgeçleri Isı değiştirgeçlerinin knstrüksiyna göre sınıflandırılmasında, brulu ve zarflı tip ısı değiştirgecine pratikte çk rastlanır. brulu ve zarflı tip ısı değiştirgeci

5 Isı Değiştirgeçleri Brulu ve zarflı ısı değiştirgecinde bru sıraları bir zarf içine yerleştirilmiştir. Zarf her iki snda sızdırmaz levhalar ile kapatılmıştır. Sğutan akışkanın bir veya iki geçişine göre düzenlenirler. bru çıkışı zarf girişi Yön değiştiriciler zarf çıkışı bru girişi Bir zarf ve bir bru geçişli brulu ve zarflı tip ısı değiştirgeci (çapraz-zıt akışlı çalışma)

6 Isı Değiştirgeçleri zarf girişi bru çıkışı bru girişi Bir zarf ve iki bru geçişli brulu ve zarflı ısı değiştirgeci zarf çıkışı zarf girişi bru çıkışı İki zarf ve iki bru geçişli brulu ve zarflı ısı değiştirgeci bru girişi zarf çıkışı

7 Isı Değiştirgeçleri Levha tipi ısı değiştirgecinin yapısı

8 Isı Değiştirgeçleri Levha tipi ısı değiştirgecinin çalışma prensibi

9 Deniz suyu sğutma devresi yağlama yağı sğutucusu pmpaları çıkışı girişleri Süpürme havası sğutucusu Silindir gömlek sğutucusu

10 Merkezi sğutma sistemi çıkışı tatlı su genişleme tankı yağlama yağı sğutucusu merkezi sğutucu pmpaları Süpürme havası sğutucusu girişleri tatlı su pmpaları Silindir gömlek sğutucusu

11 Prblem Aşağıda verilen sğutma devresindeki yağlama yağı ve silindir gömlek sğutucularının yüzey alanlarını karşıt akışlı ısı değiştirgeci için hesaplayınız. 270 m 3 /h 32 girişi 195 m 3 /h m 3 /h yağlama yağı sğutucusu q yy =700kW silindir gömlek sğutucusu q ts =1390kW 172 m 3 /h 80 m 3 /h 80 tatlı su yağlama yağı süpürme havası sğutucusu q sh =3500kW çıkışı

12 Prblem Verilenler: q: birim zamanda çekilen ısı kw ρ =1025 kg/m 3, ρ dd =1000 kg/m 3, ρ yy =920 kg/m 3 c =3927 J/kgK, c ts =4178 J/kgK, c yy =1880 J/kgK U=1160 W/m 2 K ısı transfer katsayısı f=0.8 sğutucu iç durum faktörü Yağlama yağı sğutucusu: 195 m 3 /h m 3 /h 32 Yağlama yağı sğutucusunun aldığı ısı : 700 kw q yy = m& yy c yy x10 = x920x1880x 3600 T = 52.5 yy, g yy ( T 45) yy, g

13 Prblem 195 m 3 /h m 3 /h 32 Deniz suyu çıkış sıcaklığı: q = m& c x10 = x1025x3927x 3600 T = 38.4 yy, g ( T 32), ç T Zıt akışlı ısı değiştirgeci 52.5 yağlama yağı x q yy 1 2 lm lm = fua 1 = ln lm ( / ) 1 = = = = = ln 14.1/13 2 ( ) = 13.54

14 Prblem Yağlama yağı sğutucusunun yüzey alanı: 3 700x10 = 1160x0.8x13.54x A = 55.7 A m 2 Silindir gömlek sğutucusu: 80 m 3 /h 98 m 3 /h Silindir sğutucusunun aldığı ısı : 1390 kw q ts = m& ts 1390x10 T ts, ç c = 65 3 ts = ts x1000x4178x ( 80 T ) ts, ç

15 Prblem 98 m 3 /h m 3 /h 80 Deniz suyu çıkış sıcaklığı: q = m& 1390x10 T yy, g c 3 = = x1025x3927x ( T 38.4), ç T Zıt akışlı ısı değiştirgeci 80 tatlı su x q yy 1 2 lm = fua lm = = 28.9 = = = ln ( 28.9 / 26.6) = silindir gömlek sğutucusunun yüzey alanı: x10 = 1160x0.8x27.73x A = 54 A m 2