Bir Ekonomizer Tasarımı

Özet

Dünya nüfusundaki hızlı artış, teknolojinin gelişimi ile birlikte olan yenilikler ve sanayileşmeye paralel olarak birçok ülkenin kalkınmasının artması dünya üzerinde enerjiye olan talebi de arttırmıştır. Azalan enerji kaynaklarının etkin ve verimli kullanılması büyük bir önem arz etmektedir. Bu çalışmada, fırından çıkan atık baca gazı ısısından yararlanılarak bir ekonomizer tasarımı, teorik hesaplamaları ve nümerik analizi yapılmıştır. Tasarımda, bir kablo firmasında kullanılan yanma testi fırınına ait veriler kullanılmıştır. Ekonomizer tasarımı hesaplamalarında logaritmik ortalama sıcaklık farkı ve ε-NTU metotlarından yararlanılmıştır. Yapılan hesaplamalar sonucunda, 288,24 m² yüzey alanına sahip ve kendinden kanatçıklı 120 adet serpantinden oluşan, 6 geçişli ve 5 sıralı bir ekonomizer tasarlanmıştır. Ekonomizer içerisinde kullanılan ısı eşanjörünün etkenliği 0,71 olarak hesaplanmıştır. 20°C’de sıcaklığında ve 500 litre boiler tankında bulunan su, tasarlanan ekonomizer ile birlikte 60°C sıcaklığa 435 saniyede arttırılmıştır. Ekonomizer sisteme dâhil edildiğinde baca gazı sıcaklığının 71,2°C’den 50°C’ye azaldığı görülmektedir. Böylece, baca gazı soğutularak daha düşük bir sıcaklıkta atmosfere atılacaktır. Tasarlanan ve teorik hesabı yapılan ekonomizer, ANSYS CFD programında sonlu elemanlar yöntemi ile birlikte analiz edilmiştir. Teorik hesaplama sonuçlarına ait değerlerin nümerik analiz sonuçları ile uyum içerisinde olduğu görülmüştür.