Isı Değiştirici Etkenliğini Etkileyen Parametrelerin Taguchi Metoduyla Optimizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, ısı değiştirici kullanılan bir atık ısı geri kazanım sisteminde ısı transfer performansını etkileyen faktörler ve optimum çalışma koşulları araştırılmıştır. Havadan havaya ısı geçişine imkân veren bir ısı geri kazanım cihazı imal edilerek içerisine polimer plakalı ısı değiştirici yerleştirilmiştir. Optimum tasarım parametreleri ve seviyelerinin belirlenmesi amacıyla Taguchi deneysel tasarım metodu kullanılmıştır. Isıl etkenlik, performans parametresi olarak seçilmiştir. Değişen hava akış hızı, taze ve egzoz havası giriş sıcaklıklarında deneyler gerçekleştirilmiştir. Isıl performans üzerinde etkili olan bu üç faktörün her biri için üçer seviye belirlenerek Taguchi’nin L9(33) standart ortogonal dizisi kullanılmıştır. Çalışma sonucunda optimum parametre kombinasyonları ortaya konmuş, ANOVA analizi ile parametrelerin performans parametresi üzerindeki etki dereceleri belirtilmiştir. Sonuçlar; hava akış hızının, üç faktör içerisinde termal etkenliği etkileyen en önemli faktör olduğunu göstermektedir. Son olarak doğrulama testi gerçekleştirilmiş ve önerilen optimum parametre kombinasyonunun en yüksek etkenlik değerini sağladığı kanıtlanmıştır.

In this study, the factors affecting the heat transfer performance in a waste heat recovery system using a heat exchanger and optimum working conditions were investigated. A heat recovery device has been designed which allows heat transfer from air to air and a polymer plate heat exchanger was installed in it. Taguchi experimental design method was used to determine optimum design parameters and levels. Thermal effectiveness was chosen as the performance parameter. Experiments were performed at varying air flow rate, exhaust and fresh air inlet temperatures. Three levels of each of the three factors affecting thermal performance were determined and Taguchi's L9 (33 ) standard orthogonal sequence was used. As a result of the study, optimum parameter combinations were determined by the help of ANOVA, the effect levels of the parameters on the performance parameter were specified. Results; shows that the air flow rate is the most important factor affecting thermal effectiveness among the three factors. Finally, the verification test had been carried out and the proposed optimum parameter combination had been proven to provide the highest effectiveness value.