Otomobil radyatörlerinin ısıl performans optimizasyonunun nümerik incelenmesi

Abstract

Enerji verimliliği konusu son yıllarda hakkında en çok çalışma yapılan konuların başında gelmektedir. Otomotiv sektöründe de bu konu üzerinde çalışmalar yapılmaktadır. Bu bağlamda, otomobil soğutma sisteminin en önemli elemanlarından biri olan otomobil radyatörlerin ısıl performansının arttırılması, aynı boyuttaki bir radyatörün daha verimli çalışmasının sağlanması önemli bir çalışma konusudur. Otomobil radyatörleri kompakt, çapraz akışlı, sudan havaya ısı değiştiricileridir. Bu çalışmada radyatörün eni ve boyu sabit tutularak, boru sayısının, boru çapının, hava hızının, kanatçık sayısının ve kanatçık malzemesinin radyatörün ısıl performansına ve etkenliğine etkisi ANSYS – Fluent programı kullanılarak nümerik olarak incelenmiştir. Çalışma sonucunda; hava hızı arttıkça, boru sayısı arttıkça, boruların çapı büyüdükçe, kanatçık sayısı arttıkça radyatörün etkenliğinin dolayısıyla ısıl performansının arttığı gözlemlenmiştir. Ayrıca kanatçık malzemesi olarak alüminyum yerine bakır kullanılmasının ısıl performans açısından daha iyi bir seçenek olduğu gözlemlenmiştir.

Recently, the issue of energy efficiency is one of the most studied topics. This issue is ever-increasing investigated in automotive sector. In this context, improving thermal performance and heat transfer effectiveness of an automobile radiator which are the most important components of the automobile cooling system, are very important subject of study. Automobile radiator that is a compact cross-flow water to air heat exchangers. In this study, while the length and width of the radiator kept constant, the effect of number of tubes, diameter of tubes, velocity of air, number of fins and the material of fins into the radiators thermal performance and effectiveness were numerically investigated using ANSYS – Fluent. In conclusion; with increasing the air velocity, the number of the tubes, diameter of the tube and the number of the fins, it is observed that radiators effectiveness was inreased, consequently thermal performance was inreased. Additionally, it is also observed that, instead of aluminium, using copper as a material of fin is a better option for thermal performance.