EXPERIMENTAL STUDY OF COOLING – HEATING PERFORMANCES OF AIR, OXYGEN, CARBON DIOXIDE AND MIX GASES WHICH ARE USED AS THE VORTEX TUBE

Abstract

In this study, the vortex tube, having no one moving part, except the control valve was used in order to arrange volumetric flows. In the experimental studies, the control valve on the outlet side of the hot fluid was open position. In the executed experimental study, , Air, oxygen, carbon dioxide and mix gases as pressured fluid were used. Air, oxygen, carbon dioxide and mix gases were applided to vortex tupe for inlet pressure from 2.0 bar to 7.0 bar in 1.0 bar intervals. In this study, energy–separation case which occurs in the vortex tubes was investigated experimentally for four different fluids and the thermodynamic investigations studied. At the end of the experiments, the graphics on Air, oxygen, carbon dioxide and mix gases were established. The graphics on Air, oxygen, carbon dioxide and mix gases in vortex tube were interpreted by inspecting them, and there were suggestions on increasing their performances. 

Keywords

• Ranque–Hilsch vortex tube
• energy separation
• exergy analysis

VORTEKS TÜPÜNDE AKIŞKAN OLARAK KULLANILAN HAVA, OKSİJEN, KARBONDİOKSİT, KARIŞIM GAZININ SOĞUTMAISITMA SICAKLIK PERFORMANSLARININ DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

Öz

Bu çalışmada, hacimsel debileri ayarlamak için bir kontrol vanası hariç hiçbir hareketli parçası bulunmayan vorteks tüpü kullanılmıştır. Deneysel çalışmalarda, sıcak akışkan çıkış tarafındaki kontrol vanası tam açık konumda bırakılmıştır. Yapılmış olan deneysel çalışmada, basınçlı akışkan olarak Hava, Oksijen, Karbondioksit ve Karışım gazı kullanılmıştır. Hava, oksien, karbondioksit ve karışım gazı vorteks tüpüne giriş basınçları 2.0 bar’dan 7.0 bara kadar 1.0 bar aralıklarla değişik basınçlarda uygulanmıştır. Bu çalışmada, vorteks tüplerde oluşan enerji ayrışma olayı dört farklı akışkanda deneysel olarak incelenmiştir. Yapılan deneysel çalışma sonuçları dikkate alınarak, Hava, oksijen, karbondioksit ve karışım gazına ait grafikler oluşturulmuştur. Vorteks tüpünde, oksijen, karbondioksit ve karışım gazınaait grafikler incelenerek performanslarının arttırılmasına yönelik öneriler getirilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Ranque–Hilsch vorteks tüp
• enerji ayrışımı
• soğutma
• ısıtma

References

1. Özkul, N., “Uygulamalı Soğutma Tekniği”, Makina Mühendisleri Odası, Yayın No:115, Ankara, s. 24-25, (1999).
2. Yılmaz, M., Çomaklı, Ö., Kay, M., Karslı, S., ‘‘Vorteks Tüpler: 1- Teknolojik Gelişim’’, Mühendis ve Makine, 47, 554, s. 42-51, (2006).
3. Althouse, A. D., Turnquist, C. H., Bracciano, A. F., “Modern Refrigeration and Air Conditioning”, The Goodheart-Willcox Company Inc., South Holland, pp. 633, (1979).
4. Balmer, R., ‘‘Pressure Driven Ranque-Hilsch Temperature Seperation in Liquids’’, Journal of Fluids Engineering-Trans. of Asme, 110, 2, pp.161- 164, (1988).
5. Özgür, A., E., Selbaş, R., Üçgül, İ., ‘‘Vorteks Tüpler İle Soğutma Uygulamaları’’, V. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi ve Sergisi, 387-397, (2001).
6. Özgür, A. E., “Vorteks Tüplerin Çalışma Kriterlerine Etki Eden Faktörlerin ve Endüstrideki Kullanım Alanlarının Tespiti”, Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bil. Enst., Isparta, s. 70, (2001).
7. Usta, H., Dincer, K., Kırmacı, V., ‘‘Vorteks Tüpünde Akışkan Olarak Kullanılan Hava İle Oksijenin Soğutma Sıcaklık Performanslarının Deneysel İncelenmesi’’, Teknoloji, 7, 3, s. 415-425, (2004).
8. Fröhlıngsdorf, W., Unger, H., “Numerical Investigations of Compressible Flow and the Eneryg Seperation in the Ranque-Hilsch Vortex Tube. int”. International Journal of Heat and Mass Transfer, 42, pp. 415-422, (1999).

9. Cockerill, T., “The Ranque-Hilsch vortex Tube”, Ph. D. Thesis, Cambridge University Engineering Department, Susderland, pp. 243, (1995).
10. Çengel, Y., Boles, M., “Mühendislik Yaklaşımıyla Termodinamik”, Literatür Yayıncılık Ltd., İstanbul, s.780, (1996).
11. Stephan, K., Lin, S., Durst, M., Huang, F., Seher, D., “An Investigation of Energy Separation In A Vortex Tube”, Journal of Heat Mass Transfer, 26, 3, s. 344-348, (1983).