The Determination of the Thermal Characteristics of the Microchannel Heat Exchangers for Single-Phase R600a Flow

Abstract

Bu çalışmada, özellikle iklimlendirme sistemlerinde ön ısıtma/soğutma, aşırı kızdırma/soğutma gibi tek fazlı soğutkan akışının olduğu uygulamalar için mikrokanal eşanjörlerin matematiksel modellemesi deneysel doğrulamalı olarak ele alınmıştır. Çalışma akışkanının R600a olduğu panjurlu kanatlı mikrokanal eşanjörler için R600a’nın çıkış sıcaklığını, toplam ısı transfer kapasitesini ve entropi üretimini tahmin eden bir matematiksel benzetim modeli geliştirilmiştir. Modelin doğruluk hassasiyetini arttırmak için geçişlerdeki farklı kütle hızları ve uniform olmayan hava hızı modelde dikkate alınmıştır. Bu etkileri dikkate almak için literatürde yer alan diğer modellerden farklı olarak iki seviye ayrıklaştırma ile oluşturulan bir hesaplama sistemi modelde uygulanmıştır. Modelde mikrokanal ısı eşanjörünün ön yüzü hava akış bölgelerine bölünerek uniform olmayan hava hızları dikkate alınmıştır. Model sonuçlarını doğrulamak için deneysel çalışma yapılmıştır. Deneysel doğrulama sonucunda modelin, incelenen tüm test koşulları için çıkış sıcaklığını ±%10 aralığında bir ortalama mutlak sapma ile öngördüğü sonucuna varılmıştır. Mikrokanal ısı eşanjörünün, ısı transfer performansını tahmin etme kabiliyeti, deneylerle değerlendirilmiş, uniform olmayan hava hızının modele dahil etmenin, modelin doğruluk hassasiyetini arttırdığı görülmüştür. Mikrokanal ısı eşanjöründeki entropi üretim mekanizmaları incelenmiş ve akışkan akımı tersinmezliklerinin entropi oluşumuna katkısının, ısı transfer tersinmezliklerine kıyasla oldukça düşük olduğu tespit edilmiştir.