ONDOKZ MAYIS ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ KĠMYA MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ KMB 405 KĠMYA MÜHENDĠSLĠĞĠ LABORATVARI - 3 DENEY 6: GÖVDE BORL ISI DEĞĠġTĠRĠCĠ (SHELL AND TBE HEAT EXCHANGER) Akışkan ya da katı parçacıklar ile akışkan arasında termal enerji (entalpi) geçişini sağlayan cihazlaraısı değiştiriciler denir. Isı değiştirici sistemlerde çoğunlukla sistem dışından ısı veya iş alışverişi gerçekleşmez. Bu tip cihazlar hem günlük hayatımızda hem de termik santrallerin buhar jeneratörleri, kimya endüstrisinde damıtıcılar, ısıtma, havalandırma, iklimlendirme ve soğutma uygulamalarında buharlaştırıcı ve yoğuşturucular, elektronik cihazlarda soğutucular, otomobil radyatörleri, gaz türbin motorlardaki rejeneratörler gibi endüstriyel uygulamalarda yaygın kullanıma sahiptir. Bu çalışmada, yaygın kullanıma sahip ısı değiştiricilerinin önemi gözetilerek kapsamlı bir giriş yapılacaktır. Temel tasarım yöntemleri özetlenecektir. Isı değiştiricilerin performansını etkileyen en önemli parametreler olan basınç düşümü ve kirlilik, ısı değiştirici tasarımına yeni başlayan mühendisleri teşvik amacıyla incelenecek ve özetlenecektir. DENEY DÜZENEĞĠ: ANA ÜNĠTE ISI DEĞĠġTĠRĠCĠ
Isı DeğiĢtirici Ünitesinde Bulunan Elemanların Kodları Ve Tanımları KODLAR ST - 16 ST - 1 ST - 2 ST - 3 ST - 4 ST - 5 ST - 6 ST - 7 SC - 1 SC - 2 AVR - 1 AVR - 2 AN - 1 AR - 1 AB - 1 AP - 1 AP - 2 AV - 2/ AV - 3/AV - 4/AV - 5 AV - 4/AV - 5/AV - 1/AV - 6/AV - 7/AV - 8 AVS - 1 AVS - 2 TANIMLAR Su Tankı Sıcaklık Sensörü Isı Değiştirici Ġçindeki Sıcak Su Sıcaklık Sensörü Isı Değiştirici Dışındaki Sıcak Su Sıcaklık Sensörü Isı Değiştirici Ġçindeki/Dışındaki Soğuk Su Sıcaklık Sensörü Isı Değiştiricide 1. Bölümdeki Soğuk Su Sıcaklık Sensörü Isı Değiştiricide 2. Bölümdeki Soğuk Su Sıcaklık Sensörü Isı Değiştiricide 3. Bölümdeki Soğuk Su Sıcaklık Sensörü Isı Değiştirici Ġçindeki/Dışındaki Soğuk Su Sıcaklık Sensörü Sıcak Su Akış Sensörü Soğuk Su Akış Sensörü Sıcak Su Akışı Düzenleme Vanası Soğuk Su Akışını Düzenleme Vanası Su Tankı Seviyesi Göstergesi Elektrik Rezistansı Sıcak Su Akış Pompası Soğuk Su Boşaltma Vanası Sıcak Su Boşaltma Vanası Paralel Ve Ters Akış Ġçin Soğuk Su Vanaları Drenaj Vanaları Güvenlik Vanası Güvenlik Vanası DĠKKAT! 1- Isıtıcı tankla temastan sakınınız çünkü sıcaklık 70 C nin üstüne çıkmış olabilir. 2- Tank doluyken boşaltma vanasını açmayınız 3- ygulama devam ederken dış tüpün üstünde bulunan drenaj vanalarını açmayınız. 4- Su tankını seviye çizgisinin altına kadar doldurunuz. 5- ygulama yaparken tanın üstünü açmayınız. 6- ygulamaya başlamadan önce vanaların doğru konumda olup olmadıklarını kontrol ediniz. 7- Tüm sensörlerinarayüze (bilgisayara) bağlı olup olmadığını kontrol ediniz. 8- SCADA programını başlatınız.
DENEYĠN AMACI: Isı değiştiricide sıcak suyun akışının ısı transferine etkisini incelemek ve Reynoldsayısını hesaplamak ve bu yolla hızı belirlemek GEREKLĠ MALZEMELER: Gövde borulu Isı Değiştirici DENEYĠN YAPILIġI: 1- Vanaların ters akım düzenine göre açıldığını kontrol ediniz. 2- Isıtıcı tankın gösterge seviyesine kadar suyla tamamen doldurulduğunu kontrol ediniz. 3- Pompayı ve rezistörü (ısıtıcıyı) açınız. 4- Tank sıcaklığını ayarlayınız (6) 5- Sıcak su akışını ayarlayınız. 6- Elde edilen akış ve sıcaklık verilerini tabloya kaydediniz. 7- Soğuk suyun akışını sabit tutunuz. 8- Sistem stabil olduktan sonra elde edilen sıcaklık ve akış ölçüm değerlerini tabloya kaydediniz. 9- Sıcak akışkan tarafından transfer edilen ısı miktarını, soğuk akışkan tarafından kazanılan ısı miktarını, kaybedilen ısı miktarını hesaplayınız. Ayrıca logaritmik sıcaklığı, tüm ısı transfer katsayısını ve Reynold sayısını hesaplayınız.
DENEYSEL VERĠLER VE HESAPLAMALAR GRP NO: 1 GRP NO: 2 GRP NO: 3 TERS AKIġ SICAK S DEBĠSĠ - SC-1 (L/min) 1 L/dk SICAK S DEBĠSĠ - SC-1 (L/min) 2 L/dk SICAK S DEBĠSĠ - SC-1 (L/min) 3 L/dk
GRP NO: 4 GRP NO: 5 GRP NO: 6 PARALEL AKIġ SICAK S DEBĠSĠ - SC-1 (L/min) 1 L/dk SICAK S DEBĠSĠ - SC-1 (L/min) 2 L/dk Sıcaklık Test 1 Test 2 Test 3 Test 4 SICAK S DEBĠSĠ - SC-1 (L/min) 3 L/dk Sıcaklık Test 1 Test 2 Test 3 Test 4
HESAPLANACAK VERĠLER: Önemli: Suyun termodinamik özellikleri konusunda ilgili deney sorumlusundan yardım isteyiniz. Yukarıdaki verileri kullanarak aşağıda verilen termodinamik değerleri SI birim sistemine göre hesaplayınız. 1- Sıcak su tarafından transfer edilen ısı miktarı ( ) 2- Soğuk su tarafından absorplanan (soğurulan) ısı miktarı ( ) 3- Isı kayıpları ( ) 4- Logaritmik sıcaklık ( ) 5- Tüm ısı transfer katsayısı () 6- Sıcak ve soğuk su için Reynold Sayısı (, Re C ) Ġpucu: Sıcaklık kullanmanız gerektiğinde birimini Kelvine çeviriniz. GRP NO: 1 GRP NO: 2 GRP NO: 3 TERS AKIġ SICAK S DEBĠSĠ - SC-1 (L/min) 1 L/dk SICAK S DEBĠSĠ - SC-1 (L/min) 2 L/dk SICAK S DEBĠSĠ - SC-1 (L/min) 3 L/dk
GRP NO: 4 GRP NO: 5 GRP NO: 6 PARALEL AKIġ SICAK S DEBĠSĠ - SC-1 (L/min) 1 L/dk SICAK S DEBĠSĠ - SC-1 (L/min) 2 L/dk SICAK S DEBĠSĠ - SC-1 (L/min) 3 L/dk
HAZIRLIK SORLARI: Önemli: Deneye gelmeden önce ilk 7 soruyu ajandanızda yazılı olarak cevaplayınız. Geri kalan 8 sorunun cevabını mutlaka öğrenerek deneye geliniz. 1- Deneye gelmeden önce interpolasyon ve ekstrapolasyon nasıl yapılır? Öğreniniz. Ajandanıza bir örnek yapınız. 2- Isı Transfer metodları kaça ayrılır? Nelerdir? Açıklayınız. 3- Kondüksiyon nedir? Fourier Kanunu neyi açıklar? 4- Radyasyon ile ısı transferinin oluşabilmesi için gerekli ortam sıcaklığı kaç o C dir? 5- Borulu ısı değiştiriciler kaç çeşittir? Basit şekillerini çiziniz. 6- Akışkanlarda Laminer akış, türbülent akış ve geçiş bölgesi nedir? 7- Aşağıdaki tabloyu doldurunuz. DeğiĢken Sembol Birim - SI Birim - Ġngiliz Kütle Yoğunluk Isı Sıcaklık Tüm Isı Transfer Katsayısı Vizkozite Hacim zunluk Çizgisel Hız Kütlesel Hız Hacimsel Hız Isı Kapasitesi 8- Endüstride kullanılan ısı değiştirici çeşitleri nelerdir? 9- Kabuk Tüp Isı Değiştiricide görülen ısı transfer metodlarını yazınız. 10- Isı değiştiricilerde kirlilik kaynakları nelerdir? Nasıl giderilir? 11- Gövde borulu ısı değiştiricilerde boruların dizim şekli nasıldır? Dizilişin önemini açıklayınız. 12- Isı değiştiricilerde korozyona sebep olan etmenler nelerdir? Korozyondan korunmak için alınabilecek önlemler nelerdir? 13- Nusselt sayısı, Reynold sayısının nasıl ve niçin hesaplandığını ifade ediniz. 14- Isı değiştirici verimliğini NT metoduyla nasıl hesaplanacağınız gösteriniz. 15- Paralel ve Ters Akımlı ısı değiştiricilerini karşılaştırınız. Not: Teoride föye bağlı kalmayınız. Önemli : Bulunan veriler ve hesaplanan değerler rapor sözlüsü haftası doğru değerlerle karşılaştırılacaktır. Deney Sorumlusu: Arş. Gör. Gediz ĞZ