Evaporatörlerde yoğuşmanın ısı, kütle transferi ve basınç kaybına etkilerinin incelenmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: GÖKHAN BOZKULA
Danışman: Hakan Demir
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmada dokuz farklı düz plaka kanatlı borulu ısı değiştiricisinin ısı transferi ve basınç düşüşü özellikleri, kuru ve ıslak durumda deneysel olarak incelenmiştir. Deneysel çalışmalara başlanılmadan önce Minitab 18 programı kullanılarak, deney tekrarlanabilirliği ve deney tasarımı yapılmıştır. Kuru durum için üç parametrenin etkisi değerlendirilmiştir bu parametreler; boru sıra sayısı (N) (2, 4, 6), kanat aralığı (s) (2, 3, 4 mm), alın hava hızı (V) (1, 2, 3 m/s). Islak durum için beş parametrenin etkisi değerlendirilmiştir bu parametreler; boru sıra sayısı (N) (2, 4, 6), kanat aralığı (s) (2, 3, 4 mm), alın hava hızı (V) (1, 2, 3 m/s), sıcaklık (T) (25, 30, 35 ˚C) ve bağıl nem (RH) (60, 70, 80). Islak durum için deneysel çalışmaların minimum aday deney noktalarını belirlemek için Box-Behnken Dizayn (BBD) kullanılmış ve etkileri daha hassas bir şekilde belirlemek için daha fazla deney yapılmıştır. Islak durum için BBD yöntemi kullanılarak 46 minimum aday deney noktası tasarlanmış ve bunlara 36 deney noktası ilave olarak eklenmiş ve toplamda 82 deney ıslak durum için deneyler yapılmıştır. Kuru durum için üç parametre tam faktöriyel olarak her bir parametre üç seviyede incelenerek toplamda 27 deneysel çalışma yapılmıştır. Yanıt Yüzey Modeli (RSM), kuru ve ıslak durum için Colburn j faktörünü ve Fanning sürtünme f faktörünü değerlendirmek için kullanılmıştır. Islak durum için; artan s, T ve RH ile j faktörü artarken, V ve N arttıkça j faktörünün azaldığını göstermektedir. Ayrıca, artan V, N ve s ile f faktörü azalırken, artan T ve RH ile f faktörü artar. Kuru durum için; V ve N artmasıyla j faktörü azalırken, s' in artmasıyla j faktörü artar. Ayrıca V ve N f faktörü azalırken, s arttıkça f faktörü artmaktadır. j faktörü ve f faktörü değerleri ıslak durumda kuru duruma göre daha yüksektir. Etkilerin önem derecesini belirlemek için Pareto grafiği kullanılmıştır. Pareto Grafiği verilerine göre ıslak durum için; j faktörünü etkileyen parametrelerin önem derecesi sırasıyla, V, N, s, T ve RH' dir, f faktörünü etkileyen parametrelerinin önem derecesi sırasıyla, N, V, N' nin karesi, V' nin karesi ve V - N ikili etkileşimidir. Pareto Grafiği verilerine göre kuru durum için; j faktörünü etkileyen parametrelerin önem derecesi sırasıyla, V, N, s, s - N ikili etkileşimi ve s' nin karesidir, f faktörünü etkileyen parametrelerinin önem derecesi sırasıyla, V, N, V' nin karesi ve V - N ikili etkileşimidir. Kuru ve ıslak durumda j ve f faktörleri için üç korelasyon önerilmiştir. Islak durum için, j faktörü için en iyi ortalama sapma %8,3 iken, f faktörü için en iyi ortalama sapma %10,9'dur. Kuru durum için, j faktörü için en iyi ortalama sapma %8,3 iken, f faktörü için en iyi ortalama sapma %8,2'dir. Çalışmada benzer geometrik parametreler kullanılarak literatür çalışmalarında elde edilen korelasyonlarla karşılaştırıldığında önerilen korelasyonlar daha iyi sonuçlar vermiştir. Literatür korelasyonlarının başarısız olduğu geometrik parametre değerlerinde de önerilen korelasyonlar çok daha iyi sonuçlar vermiştir.