Azeotropik Olmayan Hidrokarbon Karışımları İçin Spiral Borulu Isı Değiştiricilerde Yoğunlaşma Akışının ve Isı Transferinin Simülasyonu

Özet

Burada, makale, spiral sarımlı ısı değiştiricilerde azeotropik olmayan hidrokarbon karışımlarının yoğuşma ısı transferinin ve akış özelliklerinin sayısal olarak simüle edilmesi için bir protokol sunmaktadır. Bu yöntem, ısı transfer katsayılarını ve basınç düşüşlerini öngörmek için operasyonel ve sarım koşullarını değerlendirmektedir.

Özet

Doğal gaz sıvılaştırma işleminin temel bir bileşeni olan spiral sarımlı ısı değiştiriciler, LNG üretiminde kritik bir rol oynar. Spiral tüpler içerisindeki azeotropik olmayan hidrokarbon karışımlarının yoğuşma akışını ve ısı transferi özelliklerini kapsamlı bir şekilde anlamak amacıyla bu çalışma gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmadaki yüksek hassasiyetli sayısal inceleme; profesyonel bir modelleme aracıyla geometri oluşturma, özel bir ağ oluşturma yazılımıyla mesh üretimi, ticari bir çözücü içinde sayısal hesaplama (gerçek zamanlı yakınsama izleme dahil) ve nicel son işleme aşamalarını içeren iyi tanımlanmış bir iş akışı tarafından yönlendirilmiştir. Bu entegre yaklaşım, ortaya çıkan sayısal modelin yüksek sadakatini sağlar. Klasik deneysel verilerden (Neeraas'ın deneysel verileri) maksimum sapmalar, ısı transfer katsayısı için %15'in, sürtünme kaynaklı basınç düşümü gradyanı için ise %10'un altında kalmaktadır. Simülasyon sonuçları, sarım periyotlarının ve genliklerinin değiştirilmesinin ısı transferi sürecinde benzer salınımlı eğilimler oluşturduğunu ve hem iyileştirici hem de azaltıcı etkiler sergilediğini ortaya koymaktadır. Özellikle, sarım periyodu ısı transferi performansını ±%20 oranında değiştirirken, sarım genliği ise ±%10 oranında etkilemektedir.

Giriş

Nispeten temiz bir fosil yakıt olan doğal gaz, yanma sırasında kömür ve petrole göre önemli ölçüde daha az karbondioksit ve diğer kirleticiler yayar. Yenilenebilir enerji sistemlerine yönelik küresel geçiş sürecinde doğal gaz, enerji arzının istikrarını ve güvenilirliğini koruma yeteneği nedeniyle sıklıkla bir "köprü yakıt" olarak kabul edilir¹. Sıvılaştırma yoluyla, gaz halindeki doğal gaz kriyojenik bir sıvıya (LNG) soğutulur; bu işlem hacmini yaklaşık 600 kat azaltarak taşıma ve depolamayı büyük ölçüde kolaylaştırır². Spiral sarımlı ısı değiştirici (SWHE), doğal gaz sıvılaştırma sürecinin merkezi bir bileşenidir. Bu tip ısı değiştirici, merkezdeki bir mandrel etrafında zıt yönlerde katman katman sarılmış, silindirik bir gövde içine sabitlenmiş bir dizi spiral tüpten oluşur ve ısı değişimi için yeterli boşluğu sağlamak amacıyla katmanlar arasında ayırıcılar bulunur. Spiral konfigürasyonu sayesinde SWHE, küçük bir alanda geniş bir ısı transfer yüzey alanı sağlar³. Bu kompakt tasarım, onu büyük tesislere, özellikle de alanın oldukça kısıtlı olduğu açık deniz yüzer üretim platformlarına entegrasyon için son derece uygun hale getirir. LNG üretiminde yaygın olarak kullanılan karma soğutucu sıvı sıvılaştırma süreçlerinde, azeotropik olmayan hidrokarbonlar tüplerin içinde yukarı doğru akarken, gövde tarafındaki soğuk akışkan, tüp demeti içindeki boşluklardan ters akımlı bir şekilde aşağı doğru akar. Bu koşullar altında, tüp tarafındaki temel süreç, karmaşık gaz-sıvı iki fazlı akışı içeren, spiral tüpler içindeki azeotropik olmayan hidrokarbonların yoğuşmasıdır^4,5.

Tüpler içindeki yoğuşmanın akış ve ısı transferi özelliklerini doğru bir şekilde öngörmek için kapsamlı araştırmalar yapılmıştır. Tek bileşenli alkanlar için Fries ve ark.⁶, yatay tüplerde propanın yoğuşma ısı transferi özelliklerini ölçmüş ve tüp çapı ile doygunluk basıncı azaldıkça basınç düşümünün arttığını saptamıştır. Ayrıca yerçekiminin, tüpün alt kısmındaki ısı transfer katsayısını üst kısmındakinden daha düşük hale getirdiğini belirtmişlerdir. Zhuang ve ark.^7,8, yatay tüplerde metan ve etanın yoğuşmasını incelemiş; ısı transfer katsayısının ve sürtünme kaynaklı basınç düşümünün akış hızı ve buhar kalitesi ile birlikte arttığını göstermiştir. Daha önceki bir çalışma⁹, mikrokanallardaki propan yoğuşma sürecini analiz ederek ısı transferi ve basınç düşümü eğilimlerinin geleneksel kanallardakine benzer olduğunu onaylamıştır. Karışık soğutucular için Smit ve ark.¹⁰, yatay tüplerde R22/R142b karışımlarının yoğuşmasını araştırmış ve düşük kütle akılarında R142b kütle fraksiyonunun artırılmasının ısı transfer katsayısını önemli ölçüde azalttığını bulmuştur. Berrada ve ark.¹¹, bir R134a/R23 karışımını incelemiş ve farklı bileşen oranları altında sıcaklık kaymasının ısı transferi üzerinde çok az etkisi olduğunu saptamıştır. Neeraas, spiral tüplerde etan/propan karışımları üzerine deneyler yürütmüş ve karıştırma etkisinin yoğuşma ısı transfer katsayısının hesaplanmasını önemli ölçüde etkilediğini belirtmiştir¹². Sayısal simülasyonlarda Li ve ark.¹³, etan/propan yoğuşma sürecini simüle etmiş ve ısı transfer katsayısı ile sürtünme kaynaklı basınç düşümünün artan doygunluk basıncıyla birlikte azaldığını göstermiştir. Qiu ve ark.¹⁴, spiral tüplerde propan yoğuşmasını simüle ederken buhar-sıvı sürüklenme etkisini dahil etmiştir; sonuçları, bu etkinin dikkate alınmasının simülasyon sonuçları ile deneysel veriler arasındaki sapmayı %25'in altına düşürdüğünü göstermiştir.

Çeşitli çalışma akışkanları ve kanal konfigürasyonları üzerine yapılan kapsamlı araştırmalara rağmen, literatürde tipik olarak incelenen saf veya ikili akışkanlar ile endüstriyel LNG üretiminde kullanılan çok bileşenli karışımlar arasında önemli bir boşluk bulunmaktadır. Özellikle, karmaşık akış kanalları içerisinde üç veya daha fazla bileşen içeren azeotropik olmayan hidrokarbon karışımlarını hedefleyen sayısal incelemeler oldukça sınırlıdır¹⁵. Ayrıca, açık deniz LNG platformlarının benzersiz uygulamalarıyla ilgili olarak, deniz ortamının neden olduğu ekipman hareketinin yoğuşma akışını ve ısı transferi davranışını nasıl değiştirdiğine dair kapsamlı bir anlayış eksikliği hâlâ mevcuttur. Bu araştırma boşluklarını gidermek için bu çalışma, ayrıntılı bir üç boyutlu, iki fazlı yoğuşma akış modeli geliştirmek amacıyla hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) simülasyonlarını mevcut deneysel verilerle birleştirmektedir. Klasik deneysel verilere dayanarak simüle edilen ısı transfer katsayısı ve sürtünme kaynaklı basınç düşüşü karşılaştırılmış ve analiz edilmiştir. Bu model temelinde makale, çok bileşenli yoğuşma ısı transferi üzerinde karmaşık hareketlerin temel mekanizmalarını incelemek için, özellikle yuvarlanma koşulları altında, spiral borulardaki temsili gaz sahası bileşimlerinin yoğuşma sürecini simüle etmeye odaklanmaktadır. Bu çalışma, açık deniz doğal gaz sıvılaştırma süreçlerinde verimli ısı değiştiricilerin tasarımı ve optimizasyonu için güvenilir bir teorik temel ve mühendislik rehberi sağlamaktadır.

Protokol

Bu çalışma, helisel tüp içindeki yoğuşma sırasında yerel ısı transferi ve basınç düşümü özelliklerine odaklandığından, akış tam gelişmiş hale geldiğinde yerel akış ve termal davranışın doğru bir şekilde temsil edilmesini sağlayan indirgenmiş bir alan kullanılabilir. Deneysel verilerle doğrulama yapmak amacıyla, Neeraas tarafından önerilen fiziksel modele¹² dayanarak; 14 mm tüp çapı, 10° helis açısı ve 2 m bobin çapına sahip üç bölümlü bir helisel tüp modeli oluşturulmuştur. Model üç bölgeden oluşmaktadır: tam gelişmiş bölüm (0.6 m), test bölümü (0.2 m) ve basınç stabilizasyon bölümü (0.2 m). Tam gelişmiş bölüm, akışın ilgi duyulan bölgeye girmeden önce yeterince gelişmiş olmasını sağlar. Test bölümü, deneysel verilerle karşılaştırma yapmak ve yerel akış ile ısı transferi özelliklerinin ayrıntılı analizi için kullanılır. Basınç stabilizasyon bölümü, çıkış basıncı stabilitesini korumak ve geri akışı önleyerek test bölümünde elde edilen sonuçların etkilenmesini engellemek için tasarlanmıştır. Kullanılan modelleme yazılımı Materyaller Tablosu'nda belirtilmiştir.

1. Fiziksel model ve ağ

1. Modelleme yazılımını açın. Alt durum çubuğunda Sketch Mode (Taslak Modu) seçeneğini belirleyin ve taslak ortamına girmek için Z–X plane (Z–X düzlemi) üzerine tıklayın.
2. Üst araç çubuğunda Circle (Çember) aracını seçin. Orijinde 14 çapında bir çember çizin, ardından Enter tuşuna basın. Üst araç çubuğundaki Return to 3D Mode (3B Moda Dön) seçeneğine tıklayın. Taslak çemberi daha sonra bir yüzeye dönüştürülecektir.
3. Oluşturulan dairesel yüzeyi seçin. Üst araç çubuğundaki Move (Taşı) aracına (kısayol: M) tıklayın. Yüzey üzerinde bir triad manipülatörü (üç eksenli tutamaç) görünecektir. Manipülatörün merkezindeki sarı küreyi, rotasyon ve translasyon için referans görevi görecek olan global orijine (0, 0, 0) sürükleyin.
4. Kırmızı oku X ekseni boyunca sürükleyin, 10 mm değerini girin ve Enter tuşuna basın. Rotasyon: X ekseni etrafındaki rotation ring (rotasyon halkasına) (mavi veya yeşil yay) tıklayın, 10° değerini girin ve Enter tuşuna basın.
5. Üst araç çubuğundaki Pull tool (Çekme aracı) seçeneğine (kısayol: P) tıklayın ve dairesel yüzeyi seçin. Sol panelde Revolve (Döndür) seçeneğini belirleyin. Ardından, rotasyon ekseni olarak global koordinat sisteminin Z eksenini seçin. Sol paneldeki Helix (Helis) seçeneğini etkinleştirin. Volume 1'i (Hacim 1) oluşturun: Giriş kutusuna veya sol panele 138.87 mm yükseklik ve 45.16° açı girin, ardından Enter tuşuna basın. İlk akışkan alanı oluşturulur.
6. Volume 2'yi (Hacim 2) oluşturun: Volume 1'in yeni uç yüzeyini seçin. Rotasyon ekseni olarak yine Z eksenini kullanarak helisel çekme işlemini tekrarlayın. 69.4 yükseklik ve 2.58° açı değerlerini girin.
7. Volume 3'ü (Hacim 3) oluşturun: Volume 2'nin yeni uç yüzeyini seçin. Aynı yöntemi kullanarak, Volume 2 ile aynı parametrelerle Volume 3'ü oluşturun.
8. Üst menü çubuğundaki Workbench sekmesine tıklayın. Share (Paylaş) düğmesine tıklayın. Yazılım, üç hacim arasında kesişen iki yüzeyi otomatik olarak vurgulayacaktır. Sağdaki Complete (Tamamla) (onay işareti) düğmesine tıklayın.
9. Sol paneldeki Groups (Gruplar) sekmesine tıklayın. İlk hacmin başlangıç dairesel yüzeyini seçin, ardından Create Named Selection (Adlandırılmış Seçim Oluştur) seçeneğine tıklayın ve bunu inlet (in) (giriş) olarak tanımlayın.
10. Üçüncü hacmin son dairesel yüzeyini seçin, bir grup oluşturmak için Ctrl + G tuşlarına basın ve bunu outlet (out) (çıkış) olarak tanımlayın.
11. Üç hacmin dış silindirik yüzeylerini seçin ve bunları duvar sınırları olarak tanımlayın: wall1, wall2 ve wall3.
12. Soldaki yapı ağacında Ctrl tuşuna basılı tutarak üç katıyı seçin. Bir grup oluşturmak için Ctrl + G tuşlarına basın ve bunu fluid (akışkan) olarak yeniden adlandırın.
13. Oluşturulan geometriyi Mesh (Ağ) modülüne bağlayın ve Meshing yazılımını açmak için çift tıklayın. Sol ağaçta Mesh seçeneğine tıklayın. Sol alttaki Details (Detaylar) panelinde Sizing (Boyutlandırma) seçeneğini genişletin ve Element Size (Eleman Boyutu) değerini 3 olarak ayarlayın.
14. Ağaçtaki Mesh seçeneğine sağ tıklayın, Insert, Sizing adımlarını izleyin. Geometri olarak giriş yüzeyini (in) seçin ve Apply (Uygula) düğmesine tıklayın. Element Size değerini 0.6 olarak ayarlayın.
15. Mesh seçeneğine sağ tıklayın, Insert, Inflation adımlarını izleyin. Geometry: Her üç akışkan alanını seçin ve Apply düğmesine tıklayın. Boundary: Wall olarak tanımlanan dış duvar yüzeylerini seçin, ardından Apply düğmesine tıklayın. Seçeneği First Layer Thickness (İlk Katman Kalınlığı) olarak değiştirin. First Layer Height (İlk Katman Yüksekliği): 0.01mm. Maximum Layers (Maksimum Katmanlar): 15. Growth Rate (Büyüme Oranı): 1.25.
16. Mesh seçeneğine sağ tıklayın, Insert, Method adımlarını izleyin. Üç akışkan alanını seçin ve Apply düğmesine tıklayın. Method açılır menüsünde Sweep (Süpürme) seçeneğini belirleyin. Bu Selection (Seçim) altında, Manual Source (Manuel Kaynak) seçeneğini belirleyin. Kaynak yüzey olarak giriş yüzeyini (in) seçin ve Apply düğmesine tıklayın.
17. Ağaçtaki Mesh seçeneğine sağ tıklayın ve Generate Mesh (Ağ Oluştur) seçeneğini belirleyin. Bu çalışmada, ağ kalitesi sıkı bir şekilde kontrol edilmiştir. Oluşturulan ağın minimum Orthogonal Quality (Ortogonal Kalitesi) 0.90'ın üzerindedir.

2. Simülasyon yazılımının çalıştırılması

1. Çözümleme yazılımını açın. Şuraya gidin: Dosya sekme ve altında Okuyun, seçin MeshArdından şuraya gidin: Ölçekli Ağ ve ayarlayın Mesh mm cinsinden oluşturuldu.
2. İçinde Çözücü ayarları, seçin Basınç Tabanlı Çözücü, seçin Mutlak için hız formülasyonuve ...'yı etkinleştirin Geçici seçenek süre boyunca.
   NOT: Salınım denkleminin sabit bir referans durumu üzerine bindirilmesi ve kullanıcı tanımlı bir fonksiyon aracılığıyla uygulanmasıyla, hareketli koordinat çerçevesi salınımlı durumu temsil edebilir.
3. Tıklayın Kullanıcı Tanımlı, ardından seçin FonksiyonlarYorumlanan UDF'ler (Interpreted UDFs) bölümünde, derlenmiş osilasyon dosyasını yükleyin.
   NOT: Ortaya çıkan hareket Denklem (1)'de gösterildiği şekilde ifade edilmiştir. Statik-mesh metodolojisi benimsenmiş ve hareketli bir koordinat çerçevesi kullanılarak uygulanmıştır. Çalkalanmanın temel fiziği, akışkanın kap sınırı ile olan bağıl hareketine dayanmaktadır. Çalkalanma uyarımı, momentum denklemlerinde eşdeğer dinamik ivme kaynağı terimleri olarak temsil edilerek, sabit bir mesh üzerinde dinamik akışkan kuvvetlerinin eksiksiz bir şekilde yeniden üretilmesine olanak sağlanmıştır.
         (1)
   Denklemde, Tc salınım periyodunu temsil eder ve Lütfen çevirmek istediğiniz metni sağlayın. salınımla oluşan yer değiştirmeyi belirtir.
4. Ayarlayın Yerçekimi ivmesi içindeki Y-yönüne doğru −9,81 m/s²Altında Modelleretkinleştir Enerji ve ...'yı açın Enerji Denklemi.
5. Altında Modelleretkinleştir Viskoz ve şunları seçin Reynolds Gerilme Modeli (7 denklem). Şuradaki Reynolds stres modeli ayarları, seçin Lineer Basınç-Gerinimİçin Duvar Yakını İşlemiseçiniz Ölçeklenebilir Duvar Fonksiyonları.
6. İçinde Fazlar, set Faz-1 (Birincil Faz) olarak gaz ve Faz-2 (İkincil Faz) olarak sıvıAltında Genel Seçenekleretkinleştir Yüzey Gerilimi Kuvveti Modellemesive şunları seçin Süreklilik Yüzey Kuvveti modeli.
   NOT: Çok bileşenli karışımların CFD çalışmalarında yaygın olarak kabul gören bir metodoloji olan, sıcaklığa ve basınca bağlı termofiziksel özelliklere dayalı eşdeğer bir sözde-akışkan yaklaşımı benimsenmiştir. Sabit bir başlangıç karışım bileşimi temel alınarak; yoğunluk, dinamik viskozite, termal iletkenlik, özgül ısı kapasitesi ve doygunluk özellikleri dahil olmak üzere duruma bağlı termofiziksel özellikler, tüm çalışma sıcaklığı ve basınç aralıkları boyunca NIST REFPROP veri tabanı kullanılarak hesaplanmış ve oluşturulmuştur. Mevcut çalışmada karışım, simülasyon boyunca homojen bir makro-bileşimi korumaktadır. NIST kaynaklı değişken özelliklerin kullanılması, gereksiz hesaplama yükünden kaçınırken çok bileşenli akışkanın doğrusal olmayan termofiziksel özelliklerini doğru bir şekilde yakalamaktadır.
7. Etan-propan karışımı örnek alındığında, 0,56 buhar kalitesi ve 3,2 MPa basınçta sıvı faz özelliklerini şu şekilde tanımlayın: Materyaller Aşağıdaki gibidir:
   1. Yoğunluk: 393,06 kg/m³³
   2. Özgül ısı kapasitesi (Cp): 386,4 J/(kg·K)
   3. Termal iletkenlik: 0,078798 W/(m·K)
   4. Viskozite: 5,4796 × 10⁻⁵ Pa·s
   5. Molekül ağırlığı: 37,15 kg/kmol
   6. Standart hal entalpisi: 0
   7. Referans sıcaklık: 321 K
8. Materyaller bölümünde, gaz fazı özelliklerini şu şekilde tanımlayın:
   1. Yoğunluk: 67,49 kg/m³³
   2. Özgül ısı kapasitesi (Cp): 348,7 J/(kg·K)
   3. Termal iletkenlik: 0,03035 W/(m·K)
   4. Viskozite: 1,129 × 10⁻⁵ Pa·s
   5. Molekül ağırlığı: 34,756 kg/kmol
   6. Standart durum entalpisi: 0
   7. Referans sıcaklık: 321 K
9. Ayarlayın giriş sınır koşulu olarak Kütlesel Akış Girişi(kütle akısı 300 kg/(m²·s)), the çıkış Lütfen çevrilmesini istediğiniz metni sağlayın. Basınç Çıkışı(0 Mpa) ve duvar sınır koşulu olarak Isı Akısı(-10340W/m²).
10. Altında Yöntemler, şunları seçin PISO algoritması çözüm yöntemleri için. İçin Hacim Oranı, seçin Geo-Rekonstrüksiyon.
    NOT: Akışkan hacmi (VOF) yöntemi, çalkalanma ve termal faz değişimi süreçlerindeki makro ölçekli serbest yüzey topolojik evrimini izlemek için yaygın olarak kabul görse de, arayüz yakalama hassasiyetinde ve mikro ölçekli arayüz dalgalanmalarının yakalanmasında doğal sınırlamalar devam etmektedir. VOF formülasyonu temel olarak ayrık hücre faz hacim oranlarına dayanır. Burada kullanılan Geo-Reconstruct şeması sayısal difüzyonu önemli ölçüde azaltmaktadır; ancak alt ızgara mikro damlacıklarının, sprey oluşumunun veya mikro arayüz yapılarının çözümlenmesi, yerel ızgara iyileştirmesi ile kesin surette sınırlı kalmaktadır. Bu araştırmada öncelik verilen makro ölçekli çalkalanma dinamiği, kütle termal konveksiyonu ve faz değişimi kütle transferi yasaları için, yaklaşık 1,42 milyon ızgara elemanına sahip mevcut VOF çerçevesi, topolojik doğruluk ve hesaplama maliyeti arasında optimal bir denge sağlamaktadır.
11. İçinde Monitörlerşu durumlar için izleme kurulumunu yapın:
    1. Test bölümünün giriş ve çıkışındaki basınç.
    2. Giriş ve çıkış sıcaklığı.
    3. Duvar sıcaklığı.
    4. Giriş ve çıkıştaki hacim oranı.
       NOT: Enerji kalıntısı için yakınsama kriteri 1 × 10⁻ olarak ayarlanmıştır⁸, geri kalan parametreler için ise değerler 1 × 10⁻ olarak ayarlanmıştır⁴Alan ağırlıklı ortalama sıcaklık ve test kesiti boyunca toplam basınç düşüşü dahil olmak üzere kritik küresel değişkenler dinamik olarak izlenmiştir. Hesaplamalar, akış alanının tam gelişmiş ve kararlı bir duruma ulaştığından emin olmak amacıyla, bu değişkenlerde artık dalgalanma görülmeyene kadar sürdürülmüştür.
12. Yöntem seçim standart başlatmasını başlatın, tüm bölgelerden hesaplayın. Başlatmadan sonra, şunun içinde Hesaplamayı Çalıştır panel, set: Zaman Adımı Boyutu: 1 × 10⁻⁴ s ve Zaman Adımı Sayısı: 1 × 10⁶.

3. Son işlem ve veri dışa aktarma yapılandırması

1. Calculation Activities panelinde, Autosave penceresini açmak için Autosave (Every Flow Time) seçeneğine tıklayın. Autosave ayarlarında, Save Data File Every [s] değerini 0.01 olarak ayarlayın ve kayıt aralığı türü olarak Flow Time seçeneğini belirleyin. Save Associated Case Files Type (İlişkili Durum Dosyalarını Kaydet Türü) için Only if Modified seçeneğini seçin ve ardından OK düğmesine tıklayın.
2. Results panelinden Contours penceresini açın. Contours ayarlarında; Filled, Node Values, Boundary Values, Global Range ve Auto Range seçeneklerini etkinleştirin.
3. contour türü olarak Phases seçeneğini, variable olarak ise Volume Fraction seçeneğini belirleyin, ardından hedef faz olarak phase-1'i tanımlayın. Son olarak, kontur dağılımını görselleştirmek için Save/Display düğmesine tıklayın.
   NOT: Isı transfer katsayısı, duvar ısı akısının, test bölümünün giriş ve çıkışı arasındaki sıcaklık farkından elde edilen sıcaklık itici gücüne bölünmesiyle hesaplanır. Çalkalanma koşulları altında, zamana göre ortalaması alınmış ısı transfer katsayısı benimsenir. Basınç düşüşü, giriş ve çıkış basınçları arasındaki farkın izlenmesiyle belirlenir ve sürtünmeli basınç düşüşü gradyanı, daha sonra bu basınç düşüşünün boru segmentinin uzunluğuna oranı olarak hesaplanır.
4. Giriş ve çıkış sıcaklık ile basınç değerleri gibi elde edilen verileri Excel'e aktarın.
5. Bölüm 3.3'teki hesaplama yöntemine göre giriş ve çıkış arasındaki sıcaklık farkını ve basınç farkını elde edin.

Sonuçlar

Doğrulanmış sayısal model kullanılarak, farklı çalışma parametreleri boyunca ısı transfer katsayısındaki değişimleri ve sürtünme basınç düşüşünü sistematik olarak incelemek amacıyla gerçek sıvılaştırma işlemi simüle edilmiş, böylece ısı değiştiricilerin tasarımı ve optimizasyonu için teorik bir temel sağlanmıştır. Temel sonuçlar şu şekilde özetlenmiştir: saf bir akışkanın yoğuşması için ısı transferi, gaz-sıvı arayüzey sıcaklığının çekirdek buhar sıcaklığına eşit olduğu ve her ikisinin de doyma sıcaklığına karşılık geldi...

Tartışma

Simülasyon güvenilirliğini korumak için kritik olan üç bölümlü konfigürasyon, test bölümünün üst akışında tam gelişmiş akış koşulları oluşturur ve çıkıştaki geri akışı bastırarak tahmin edilen sonuçların doğruluğunu optimize eder. Bu bakış açısı, yatay borular üzerine yapılan önceki çalışmalarda da yer almıştır¹. Bu çalışmadaki ağ oluşturma sürecinde; birinci katman ağ yüksekliği, sınır tabaka sayısı ve minimum ortogonal kalite gereksinimi, simülasyon sonuçlarının doğruluğunu doğrudan etkiledikler...

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi

Ad	Şirket	Katalog numarası	Yorumlar
Fluent	ANSYS	2020r1	simülasyon yazılımı
SpaceClaim	ANSYS	2020r1	modelleme yazılımı