Burulmuş dalgalı şerit elemanların türbülanslı boru akışlarında ısı transferi ve sürtünme faktörüne etkilerinin araştırılması

Abstract

Bu çalışmada, boru içi türbülanslı akışlarda test borusu boyunca, eksen merkez alınarak yerleştirilen dalgalı burulmuş şerit elemanların Reynolds sayısı 4892-21480 değerleri arasında ısı transferine ve basınç kayıplarına etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Dairesel kesitli kanal eksenine yerleştirilerek dalgalı burulmuş şerit elemanların oluşturduğu türbülansın ısı transferine olumlu veya olumsuz etkileri gözlemlenmiştir. Yapılan deneysel çalışmadan elde edilen veriler; Nusselt Sayısı (Nu) ve sürtünme katsayısının (f), Reynolds Sayısına (Re) bağlı değişimleri ampirik bağıntı ve tablolar kullanılarak yorumlanmıştır. D/2 ve 3D/4 genişliğe, 4D ve 6D burulma oranlarına sahip dalgalı burulmuş şerit elemanların D/4, D/8 olmak üzere 2 farklı genliği ve burulmalar arası 3 farklı dalga sayıları için deneyler tekrarlanmıştır. Sonuç olarak, toplamda 24 adet burulmuş dalgalı şerit eleman kullanılarak yapılmış deneylerde en yüksek net iyileşme oranı Re=5148 değerinde B9 (E=D/2, S=6D, a=D/4, z=3) nolu burulmuş dalgalı şerit elemanda 1.31 olarak görülmüştür.Anahtar Kelimeler: Boru içi türbülanslı akış, dalgalı burulmuş şerit eleman, ısı transferi arttırımı, sürtünme katsayısı

In this study, the effects of wavy twisted tapes placed on the center of the pipe in the turbulent flows in the pipe, and the effects of Reynolds number 4892-21480 on heat transfer and pressure losses were investigated experimentally. The positive and negative effects of the surface formed by the wavy twisted tapes and the turbulence formed by this surface have been observed. The data obtained from the experimental study; Changes of Nusselt Number (Nu) and friction coefficient (f) due to Reynolds Number (Re) were interpreted using empirical relations and tables. The experiments were repeated for 2 different amplitudes of D/4, D/8 and 3 different wave numbers of wavy twisted tapes with D/2, 3D/4 width and 4D, 6D twisted ratios. As a result, the increase in heat transfer, pressure drop and net recovery were determined for 24 different tapes. As the results of experiments conducted by used of total 24 tapes, the highest net heat transfer improvement rate has been seen as rate of 1.31 in the tape of B9 (E=D/2, S=6D, a=D/4, z=3) at Re = 5148 value.Keywords: Friction coefficient, heat transfer enhancement, in-pipe turbulent flow, wavy twisted tape