Yatay Borularda Türbülatörlerin Isı Transferine Olan Etkisinin Deneysel Araştırılması

Öz

  Bu çalışmada, boru içerisine türbülans oluşturacak kanatçıklar yerleştirilerek boş boru ile kıyaslanmıştır. Üç farklı kanatçık arası mesafede (S_y=101, 216, 340) ve üç farklı kanatçık açısına(α=0^o, 45^o, 90^o) sahip 9 türbülatör, üç farklı Reynolds sayısında (Re) kullanılmıştır. Bu türbülatörlerin ısı transfer performansı ve sürtünme karakteristikleri deneysel olarak incelenmiştir. En yüksek hız değerinde Nu sayısındaki en yüksek artış S_y =101mm kanatçık arası mesafede ve  α = 90°  kanatçık açısında elde edilmiştir. Kanatçık arası mesafenin artmasıyla Nu sayısında azalma olduğu görülmüştür. S_y mesafesi en az olan türbülatör bütün Re sayılarında en yüksek Nu sayısına sahiptir. Nu sayısı açısından sırama yapıldığında; S_y(10) > S_y(5) > S_y(3) olduğu gözlemlenmiştir.  Bu türbülatörlerin kanatçık arası mesafesinin (S_y) ve kanatçık açılarının (α), Nu sayısına etkisi olduğu yapılan çalışmalarla görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

• Türbülatör,Kanatçık,Isı transferi,Basınç düşümü,makro boru

Kaynakça

1. Sevin ÇİLTAŞ. 2012. “Yatay Borularda Türbülatörlerin Isı Transferine Olan Etkisinin Deneysel Araştırılması”, Yüksek Lisans Tezi, Atatürk Üniversitesi..
2. Yıldız, C., Biçer, Y., Pehlivan, D. 1998. Effect of Twisted Strips on Heat Transfer and Pressure Drop in Heat Exchanger, Energy Conversion & Management, 39, 331-336.
3. Tanda, G., 2004. Heat Transfer in Rectangular Channels with Transverse and V-Shaped Broken Ribs, International Journal of Heat and Mass Transfer, 47, 229–243.
4. Yakut, K., Sahin, B. 2004. The Effects of Vortex Characteristics on Performance of Coiled Wire Turbulators Used for Heat Transfer Augmentation, Applied Thermal Engineering, 24, 2427–2438.
5. Sparrow, E.M., Chaboki, A. 1984. Swirl Affected Turbulent Fluid Flow and Heat Transfer in a Circular Tube, ASME Journal of Heat Transfer, 106, 766-773.
6. Ko, K-H., Anand, N.K. 2003. Use of Porous Baffles to Enhance Heat Transfer in a Rectangular Channel, International Journal of Heat and Mass Transfer, 46, 4191– 4199.
7. Eiamsa-ard, S. and Promvonge, P. 2005. Enhancement of Heat Transfer in a Tube With Regularly-spaced Helical Tape Swirl Generators, Solar Energy, 78, 483–494.
8. Lee, C.K. ve Abdel-Moneim, S.A. 2001. Computational Analysis of Heat Transfer in Turbulent Flow Past a Horizantal Surface with Two-Dimensional Ribs, Int. Comm. Heat Mass Transfer, 28, 2, 161–170.

9. Argunhan, Z., ve Yıldız, Cengiz., 2006. Dairesel Kesitli Bir Borunun Girişine Yerleştirilen Delikli Sabit Kanatçıklı Dönme Üreticinin Isı Geçişi ve Basınç Düşüşüne Etkileri, Pamukkale Universty Engineering College Mühendislik Bilimleri Dergisi, 12 (2), 217-223.
10. Yıldız C., Çakmak G. 2002. Boru Girisinde Düzgün Sıralı Enjektörlü Türbülans Üretici Bulunan Isı Degistiricilerinde Isı Geçisinin ve Basınç Düsümünün incelenmesi, Termodinamik Dergisi, 116, 103-110.
11. Ufuk SEKMEN. 2006. “Boru içi akışlarda türbülatörlerin ısı transferine olan etkisinin araştırılması”. Yüksek Lisans Tezi. Erciyes Üniversitesi.
12. Zimparov, V. 2004. Prediction of Friction Factors and Heat Transfer Coefficients For Turbulent Flow in Corrugated Tubes Combined Twisted Tape İnserts. Part 2: Heat Transfer Coefficients, International Journal of Heat and Mass Transfer, 47, 385–393.
13. Sara, O.N., Pekdemir, T., Yapıcı, S., Yılmaz, M. 2001. Enhancement of Heat Transfer from a Flat Surface in a Channel Flow by Attachment of Rectengular Blocks, International Journal of Energy Research, 25, 563-576.
14. Eiamsa-ard, S., Thianpong, C., Eiamsa-ard, P., Promvonge, P. 2009. Convective heat transfer in a circular tube with short-length twisted tape insert, International Communications in Heat and Mass Transfer, 36, 365–371.
15. Eiamsa-ard, S., Thianpong, C, Eiamsa-ard,P. 2010. Turbulent heat transfer enhancement by counter/co-swirling flow in a tube fitted with twin twisted tapes, Experimental Thermal and Fluid Science , 34 , 53–62.
16. Karagoz, S., Afshari, F., Yildirim, O., and Comakli, O. 2017. Experimental and numerical investigation of the cylindrical blade tube inserts effect on the heat transfer enhancement in the horizantal pipe exchangers. Heat and Mass Transfer, 53(9), 2769-2784
17. Karagoz, S. 2015. Investigation of thermal performances of “S-shaped” enhancement elements by response surface methodology. Heat and Mass Transfer, 51(2), 251-263.
18. Zhou, D.W., and Lee, S-J. 2004. Heat Transfer Enhancement of Impinging Jets Using Mesh Screens, International Journal of Heat and Mass Transfer, 47, 2097–2108.
19. Kahraman N., Sekmen, U., Çeper, B., Akansu, O. 2008. Boru İçi Akışlarda Türbülatörlerin Isı Transferine Olan Etkisinin Sayısal İncelenmesi. Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, 28, 2, 51-59