Düşey Borularda Yoğuşmada Isı Taşınım Katsayısının Araştırılması
Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Makine Fakültesi, Makine Müh.Bölümü, Türkiye
Tez Danışmanı: Prof.Dr. Doğan Özgür
Tezin Onay Tarihi: 2007
Tezin Dili: Türkçe
Desteklendiği Program: Diğer
Özet:
Bu çalışmada düşey durumda, iç yüzeyi pürüzsüz ve iç yüzeyi mikro kanatlı borular
içerisinde, R134a soğutucu akışkanın yukarıdan aşağı yönlü akışı durumunda yoğuşma ısı
taşınım katsayısı deneysel olarak araştırılmıştır.
Đlk olarak boru içindeki yoğuşma Nusselt teoremine göre incelenmiş, sonra ara yüzey kayma
gerilmesinin etkisi dikkate alınmıştır. Basınç düşümü hakkında bilgi verildikten sonra,
kaynaklardaki eşitlikler sunularak düşey boru içinde yoğuşma için önerilen akış haritalarına
değinilmiştir.
Đç yüzeyi pürüzsüz ve düşey borular için kaynaklarda mevcut olan ısı geçiş modellerinden
bazıları sunulmuştur. Mikro kanatlı borular içinde yoğuşmada mevcut olan araştırmalar genel
olarak yatayda incelendiği için, bu çalışmada yatay mikro kanatlı borularda yoğuşma için
yapılmış araştırmaların özeti, çalışma parametreleri ve modelleri de sunulmuştur. Ayrıca ısı
geçişi ve basınç düşümü hesaplamalarında gerekli olan boşluk oranı modelleri özetlenmiştir.
Kaynaklarda mevcut olan düşey ve yatay borularda basınç düşümü modellerinden bir kısmı
verilmiştir. Ayrıca yatay borular için basınç düşümü modellerinden önemli olanları
özetlenmiştir.
R134a gazı kullanarak iki fazlı akış hali için yoğuşma ısı taşınım katsayısı araştırılmıştır.
Deneyler sıvı ve buhar R134a’nın aynı yönlü aşağı doğru akışlı olması halinde yapılmıştır.
Deney seti ve test borusu hakkında detaylı bilgiler verilmiştir. Deney tesisatında kullanılan
cihazlar ve ölçü aletlerinin listesi sunulmuştur. Ayrıca deneysel ölçümlerin yapılması ve
değerlendirilmesi konusunda bilgiler verilmiştir.
Deneysel sonuçların değerlendirildiği bölümde deneysel parametre aralığı verilmiştir.
Sonuçlar Nusselt teoremine göre ve ara yüzey kayma gerilmesinin dikkate alınması durumuna
göre pürüzsüz ve mikro kanatlı boru olmak üzere irdelenmiştir. Ayrıca film kalınlığının ve
yerel ısı taşınım katsayısının boru boyunca değişimi pürüzsüz ve mikro kanatlı boru için
gösterilmiştir.
Hata analizi bölümünde deneysel hatalar ve hata analiz yöntemleri anlatılmış, kütlesel akıya,
test borusu buhar giriş kalitesine, ısı akısına, ısı taşınım katsayısına, sürtünme faktörüne ait
belirsizlik değerleri ölçü aletlerinin hassasiyet ve kalibrasyon değerlerinden yararlanılarak
bulunmuştur.
Tez de belirtilen şartlarda, iç yüzeyi mikro kanatlı boru kullanılmasının boru içindeki
yoğuşma ısı taşınım katsayısında iç yüzeyi pürüzsüz boruya göre %60-82 arasında bir artışa
neden olduğu, sıvı-buhar ara yüzeyindeki kayma gerilmesinin etkisinin hassas bir çözüm için
Nusselt teorisinde ihmal edilemeyeceği anlaşılmıştır.
Kalibrasyon çalışmalarına ait bilgiler tezde ek olarak verilmiştir.