Dar Aralıklı Eş Eksenli Halka Kesitli Borunun Termohidrolik Analizi

Öz

Dar aralığa sahip eş eksenli halka kesitli borularda tek fazlı su akışı ve ısı transferi sayısal ve deneysel olarak incelenmiştir. 1 mm et kalınlıklı bakır borunun iç çapı 18 mm’dir. Boru içine eş eksenli olarak yerleştirilmiş içi dolu silindirin çapı 16,17 ve 17.5 mm’dir. Oluşan halka kanalın aralığı 1,0.5 ve 0.25 mm’dir. Sayısal çalışma sonlu hacimler yöntemine dayanmaktadır. Türbülanslı akışlar için Reynolds Stress modeli kullanılmıştır. Reynolds sayısı 600-12000 aralığında alınmıştır. Sonuçlar literatürdeki makro halka kanallar için sunulan geleneksel bağıntılarla karşılaştırılmıştır. Sonuçlar mini/mikro halka kanallardaki ısı geçişi ve tek fazlı su akışının laminer akışta uyumlu iken türbülanslı akış için makro kanallardakinden farklı olduğunu göstermiştir. Laminer ve türbülanslı akış için, deneysel değerlerin sayısal değerlere oranı sürtünme faktörü için yaklaşık 0.97 -1.01 ile 1.08 - 1.3 ve Nusselt sayısı için 1.05-1.17 ile 0.97 - 1.24 aralığında bulunmuştur. Bununla birlikte, türbülanslı akış için, sayısal ve deneysel değerler literatürde mevcut olan makro boyutlu halka kanal sonuçlarından Nusselt sayısı için yaklaşık 9-36% ile1836%, sürtünme faktörü için yaklaşık 23-43% ile 45-69% oranında daha büyük bulunmuştur

Anahtar Kelimeler

• Halka, mini- mikro kanal, ısı geçişi, akış

Thermohydraulic Analysis of Concentric Annular Tube Having Narrow Gap

Öz

Convective heat transfer and single phase water flow in concentric annular tubes having narrow gap were numerically and experimentally investigated. The inner diameter of copper tube having 1mm wall thickness is fixed 18 mm. The rodes having diameter of 16, 17 ve 17.5 mm are concentrically inserted in the tube. The gap of the annular duct is fixed at 1, 0.5 and 0.25 mm. The numerical study was based on the Finite volume method. Reynolds Stress model is used for turbulent region. The Reynolds number was chosen in the range of 600-12000. The results are compared with the conventional correlations presented for macro annular ducts in literature. The results show that heat transfer and single phase water flow in mini/micro annular ducts are different from those of macro-sized annular ducts for turbulent regime as it is in good agreement in laminar regime. For laminar and turbulent flow, the ratios of experimental to numerical values are found about 0.97 -1.01 and 1.08 - 1.3 for friction factor and 1.05-1.17 and 0.97 1.24 for Nusselt number, respectively. For turbulent flow, the numerical and experimental values are found bigger about 9-36% and 18-36% for Nusselt number and 23-43% and 45-69% for friction factor than conventional results presented in literature for macro- sized annular duct, respectively

Anahtar Kelimeler

• Annular, mini- micro channel, heat transfer, flow