Mikrokanallarda kaynamalı akışın deneysel incelenmesi

Abstract

Bu doktora tez çalışmasında, mikrokanallarda kaynamalı akış deneysel olarak incelenmiştir. Basınç, sıcaklık, debi ve ısıl güç değerleri ölçülmüş ve yüksek hızlı kamera kullanılarak akış gözleme testleri yapılmıştır. Bu kapsamda, farklı geometriler, kütle akıları ve ısı akılarında çalışılmıştır. Farklı kütle akıları, kuruluk dereceleri, kanal genişlik/kanal derinlik oranı (AR), hidrolik çap ve ısı akısı değerlerinin iki faz ısı transfer katsayısını ve toplam basınç düşümünü nasıl etkilediği incelenmiş ve fiziksel mekanizmayla ilgili özgün bulgular elde edilmiştir. Deneysel iki faz ısı transfer katsayısı verileri, literatürde makro ve mikrokanallar için tanımlanmış mevcut bağıntılarla karşılaştırılmış ve bu bağıntıların genel geçerliliği incelenmiştir. Ayrıca çalışma kapsamında oluşturulan veri tabanı kullanılarak, ısı transfer katsayısı için yeni bir ampirik bağıntı geliştirilmiştir. Hem deneysel ölçümler hem de akış görüntüleri mikrokanallardaki kaynamalı akışın özgün niteliklere sahip olduğunu ve makro kanal karakteristiklerinden farklı olduğunu göstermiştir. Mikrokanallarda (doymuş) kaynamalı akışın sanki periyodik karaktere sahip olduğu ve temel akış desenlerinin uzun kabarcıklı akış ve halkasal akış olduğu gösterilmiştir. Baskın ısı transfer mekanizması taşınımlı kaynamadır. AR ve hidrolik çapın akış ve ısı geçişini etkileyen önemli geometrik parametreler olduğu belirlenmiştir.