Akışkan olarak hava ve argon kullanılan vorteks tüpünde enerji ve ekserji analizi

Abstract

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 ile hava içinde argon kullanılmıştır. Hava ve Argon (Ar) vorteks tüpüne giriş basınçları 2.0 bar’dan 7.0 bara kadar 0.5 bar aralıklarla değişik basınçlarda uygulanmıştır. Bu çalışmada, vorteks tüplerde oluşan enerji ayrışma olayı iki farklı akışkan için deneysel olarak incelenmiştir ve performansı termodinamik açıdan incelemeleri yapılmıştır. Ayrıca yapılan ekserji analizi ile sistemdeki kayıp iş ve verim hesaplanmıştır

Keywords

• Ranque–hilsch vorteks tüp, enerji ayrışımı, ekserji analizi

The energy and exergy analysis in vortex tube where air and argon is used as fluid

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 and Argon (Ar) gases in the air, were used as pressured fluid. Air and Argon were applied to vortex tube for inlet pressure from 2.0 bar to 7.0 bar in 0.5 bar intervals. In this study, energy–separation case which occurs in the vortex tubes was investigated experimentally for two different fluids and the thermodynamic investigations studied. In addition, the lost work and the efficiency of the system were calculated by an exergy analysis

Keywords

• Ranque–hilsch vortex tube, energy separation, exergy analysis

References

1. [1] Yılmaz M., Çomaklı Ö., Kaya M., Karslı S., ‘‘Vorteks Tüpler: 1-Teknolojik Gelişim’’, Mühendis ve Makine, 47, 554, s.42-51, (2006). , [2] Özkul N., “Uygulamalı Soğutma Tekniği”, 5. Baskı, Makine Mühendisleri Odası Yayın No:115, Ankara, s.709 (1999).
2. [4] Althouse A.D., Turnquist C.H., Bracciano A.F., “Modern Refrigeration and Air Conditioning”, The Goodheart-Willcox Company Inc., South Holland, s.633, (1979).
3. [5] Balmer R., ‘‘Pressure Driven Ranque-Hilsch Temperature Seperation in Liquids’’, Journal of Fluids Engineering-Trans. of Asme, 110, 2, pp.161-164. (1988).
4. [6] Özgür A.E., Selbaş R., Üçgül Đ., ‘‘Vorteks Tüpler Đle Soğutma Uygulamaları’’, V. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi ve Sergisi, s.387-397, (2002).
5. [7] Özgür A. E., “Vorteks Tüplerin Çalışma Kriterlerine Etki Eden Faktörlerin ve Endüstrideki Kullanım Alanlarının Tespiti”, Yüksek Lisans Tezi, Isparta Üniversitesi Fen Bil. Enst.,Isparta, s.70, (2001).
6. [8] Usta H., Kırmacı V. ‘‘Vorteks Tüpünde Akışkan Olarak Hava Oksijen Karbondioksit Ve Azot Kullanılarak Isıtma–Soğutma Sıcaklık Performanslarının Deneysel Olarak Đncelenmesi’’, BAÜ Fen Bil. Enst. Dergisi, 8, 2, (2006).
7. [9] 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).
8. [10] Coccerill T., “Thermodynamics and Fluid Mechanics of a Ranque Hilsch Vortex Tube” MSc Thesis, University of Cambridge (1998).

9. [11] Usta H., Kırmacı V., Dincer K., ‘‘Vorteks Tüpünde Akışkan Olarak Kullanılan Hava, Oksijen Ve Karbondioksitin Soğutma–Isıtma Sıcaklık Performanslarının Deneysel Olarak Đncelenmesi” Teknoloji, 8, 4, s.311-319, (2005).
10. [12] Hajdık B., Lorey M., Steınle J., Thomas K., “Vortex Tube can Increase Liquid Hydrocarbon Recovery at Plant Inlet” Oil-Journal, pp.76-83, (1997).
11. [13] Dincer K., Uysal B.Z., Başkaya Ş., Sivrioğlu M., Üçgül Đ., “Vorteks Tüplerde Enerji ve Ekserji Analizi”, ULIBTK’05 15. Ulusal Isı Bilimi ve Tekniği Kongresi, Trabzon (2005).
12. [14] Çengel Y., Boles M., “Mühendislik Yaklaşımıyla Termodinamik”, Literatür Yayıncılık Ltd., Đstanbul, s.780, (1996).
13. [15] Usta H., Dincer K., Kırmacı V., Variyenli H.Đ., ‘‘Vorteks Tüpünde Akışkan Olarak Kullanılan Hava Đle Karbondioksitin Soğutma Sıcaklık Performanslarının Deneysel Đncelenmesi”, C.Ü. Fen-Edebiyat Fakültesi Fen Bilimleri Dergisi, 24, 2, s.28-39, (2003).
14. [16] Dincer K., Uysal B.Z., Başkaya Ş., Sivrioğlu M., Üçgül Đ., “Altı Nozullu Vorteks Tüpünün Performansının Đncelenmesi”, 4. Internation Advanced Technologies Symposium, Konya (2005).
15. [17] 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).