Zorlanmış konveksiyonlu yüzeysel kaynama için yeni bir bağıntı

Abstract

III ÖZET Geçmişte buhar kazanları ve ısı değiştirgeçleri dizayn hesapları yapılırken, sıvı akışkanın sıcaklığı doyma sıcaklığına erişmedikçe ısı transferi mekanizmasının tek fazlı konveksiyon olduğu kabul edilirdi. Oysa son yıllarda yapılan deneysel çalışmalar, akışkan ortalama sıcaklığı doyma sıcaklığının altında olduğu hallerde bile kaynamanın gerçekleşebildiğini gösterdi. Kaynama ile ısı transferinde büyük miktardaki enerji küçük sıcaklık farklarında transfer edilebilir. Bu çalışmada, zorlanmış konveksiyonlu yüzeysel kaynamadaki ısı transferi katsayısının litaratürde mevcut bağıntılardan daha küçük hata ile belirleyen bir bağıntı oluşturmak amaçlandı. îlk olarak kabarcıklı kaynamanın teorisi incelenerek, diğer araştırmacıların bu konuda yaptıkları çalışmalar ve önerdikleri eşitlikler özetlendi. Daha sonra geniş bir veri bankası yardımı ile bilgisayar programı ve matematiksel metodlar kullanılarak zorlanmış konveksiyonlu yüzeysel kaynamada ısı transferi katsayısı için genel bir bağıntı oluşturuldu. Veri bankasındaki yaklaşık 1000 veri su, R-ll, R-12, R-113 ve ethanol ile yapılan deneysel çalışma sonuçlarını kapsamaktadır. Karşılaştırılan denklemler arasında yüzeysel kaynamada ısı transfer katsayısını kabul edilebilir hatalarla hesaplamaya imkan sağlayan sadece, önerilen bağıntı, Moles&Shaw ve iteratif metodlar kullanıldığında Chen bağıntısıdır, önerilen bağıntı daha yalın olmasına rağmen yüzeysel kaynama ısı transferi katsayısını, karşılaştırılan bağıntılardan daha küçük hata ile vermektedir, önerilen bağıntı için ölçülen ve hesaplanan ısı transferi katsayıları arasındaki hata %10.9 dur

IV SUMMARY In the past design calculation of heat exchangers (evaporators, steam boilers) has been carried out by assuming that there is no boiling if the fluid bulk temperature is below the saturation temperature. Recent experiments showed that boiling may occur even though the bulk temperature below saturation temperature. Large amounts of heat energy can be transfer by the boiling process at quite low temperature differences. In this study it is aimed that to obtain a new general equation for forced convective subcooled boiling which gives smaller mean deviation than the existing correlations. At the first stage of this study A litera ture survey has been carried out on the theory of boiling and the correlations which is proposed earlier has been summarized. Then a large data bank has been established. There is about 1000 data in the bank which is consist of Water, Freon-11, Preon-12, Freon- 113 and Ethanol. Only the proposed correlation, Moles and Shaw and Chen correlation gave a mean deviation in an acceptable error range. When the subcooled boiling correlations compared with the data bank. The new correlation is simpler to apply and overall gives a closer fit to data then existing correlation. The mean deviation between calculated and measured subcooled boiling heat transfer coefficient is 10.9%