Merkez ekseni boyunca girdap üreteçleri yerleştirilen boru akışında ısı transferi ve basınç kaybının incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada merkez ekseni boyunca girdap üreteçleri yerleştirilmiş boru akışında ısı transferi ve basınç kaybı deneysel olarak incelenmiştir. Yerleştirilen girdap üreteçlerinin akışı karıştırarak ısı transferini pasif olarak iyileştirmesi amaçlanmıştır Hidrodinamik olarak tam gelişmiş, ısıl olarak gelişmekte olan akış için, sabit yüzey sıcaklığı sınır şartı altında deneyler yapılmıştır. Deneyler Reynolds sayısının 200 ile 40000 değerleri arasında yapılmış, farklı girdap üreteci açılan ve konumlarında tekrarlanmıştır. Deneylerin sonucunda ölçülen değerlerden Nusselt sayısı, sürtünme faktörü değerleri hesaplanmış ve Reynolds sayısına bağlı olarak sunulmuştur. Bu çalışmada merkez ekseni boyunca girdap üreteci yerleştirilmiş boruların performanslarını belirlemek için entropi analizi yapılmıştır. Ayrıca deneyler esnasında oluşabilecek hataların belirlenmesi için aynı düzenek ve benzer deneyler için yapılmış olan belirsizlik analizi sonuçları yapılan çalışmaya uygulanmıştır. Deneysel sonuçlar, bütün girdap üreteci açıları ve konumlan için ısı transferinde iyileşmelerin olduğunu, ancak bu iyileşmelerin yanı sıra basınç kayıplarında da önemli miktarlarda artmaların olduğunu göstermektedir. Laminer akış deneylerinde ısı transferi iyileşmesi bakımından en iyi sonuç 30 lik girdap üretecinin ters yerleştirildiği durumda ortaya çıkmıştır. Bu durumda ısı transferi %400 artarken basınç kaybı da %600 artmaktadır. Türbülanslı akış deneylerinde ısı transferi iyileşmesi bakımından en iyi sonuç 30 lik girdap üretecinin ters yerleştirildiği durumda ortaya çıkmıştır. Bu durumda ısı transferi %160 artarken basınç kaybı da %400 artmaktadır.