İç Yüzeyi Pürüzsüz ve Mikro Kanatlı Düşey Borularda R134a’nın Laminer Akışındaki Yoğuşması Sırasında Meydana Gelen Isı Transferi İyileşmesinin Araştırılması

Yıl 2012, Cilt: 32 Sayı: 1 - Cilt: 32 Sayı: 1, 19 - 31, 01.03.2012

Ahmet Selim Dalkılıç İsmail Teke Somchai Wongwıses

Öz

Bu çalışmada, iç çapı 7 mm ve uzunluğu 500 mm olan iç yüzeyi pürüzsüz ve mikro kanatlı borular içinde akan R134a’nın laminar film yoğuşması ısı transferi katsayısının deneysel karşılaştırılması sunulmuştur. Yoğuşma deneyleri 29 kg m-2s-1 kütlesel akılarında yapılmıştır. Basınçlar 0.8-0.9 MPa değerleri arasındadır. Halka akışı şartlarında geçerli olan iç yüzeyi pürüzsüz boruya ait olan ısı transferi modeli, literatürde yaygın olarak kullanılan bir sürtünme katsayısı ile boru iç yüzeyindeki mikro kanatların varlığından ötürü meydana gelen ısı transferi iyileşmesini hesaba katacak şekilde modifiye edilmiştir. Düşey olarak yoğuşan film esansındaki yerel ısı transferi katsayılarındaki değişim ve boru boyunca oluşan yoğuşma miktarı, doyma sıcaklığı ile boru iç yüzeyindeki sıcaklık farkı ve yoğuşma sıcaklığı da dikkate alınarak bulunmuştur.Sonuçlar arayüzey kayma gerilmesinin çalışmada belirtilen şartlarda R134a’nın laminer yoğuşma ısı transferi üzerinde öneme sahip olduğunu ve önerilen modelin arayüzey kayma gerilmesinin etkisinin ihmal edildiği geleneksel çözümden daha iyi sonuçlar vermesiyle göstermiştir. Ayrıca, yoğuşma basınçlarına göre ısı transferi katsayıları da karşılaştırılmıştır. Pratik uygulamalar için test edilen borulara ait yeni amprik yoğuşma ısı transferi eşitlikleri önerilmiştir

Anahtar Kelimeler

Yoğuşma, Isı transferi katsayısı, Düşey akış, Laminer akış, Micro kanatlı boru, Nusselt teorisi, Halka akış

Heat Transfer Enhancement during Downward Laminar Flow Condensation of R134a in Vertical Smooth and Microfin Tubes

Öz

This paper presents an experimental comparison of the laminar film condensation heat transfer coefficients of R134a in vertical smooth and micro-fin tubes having inner diameters of 7 mm and lengths of 500 mm. Condensation experiments were performed at a mass flux of 29 kg m-2 s-1. The pressures were between 0.8 and 0.9 MPa. The original smooth tube heat transfer model was modified by a well-known friction factor to account for the heat transfer enhancement effects due to the presence of micro-fins on the internal wall surface during annular flow regime conditions. Alterations of the local heat transfer coefficient, and condensation rate along the tube length during downward condensing film were determined, considering the effects of the temperature difference between the saturation temperature and the inner wall temperature of the test tubes, and the condensing temperature on these items. The results show that the interfacial shear stress is found to have significance for the laminar condensation heat transfer of R134a under the given conditions due to its better predictive performance than the classical solution neglecting the interfacial shear stress effect. A comparison of the condensation heat transfer coefficients was also done according to the condensing pressures. New empirical correlations of the condensation heat transfer coefficient belonging to the test tubes are proposed for practical applications

Anahtar Kelimeler

Condensation, Heat transfer coefficient, Downward flow, Laminar flow, Micro-fin tube, Nusselt theory, Annular flow