Boru akışında saptırılmış yarım silindirik yüzey dizilerinin ısı transferine etkisinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, saptırılmış yarım silindirik yüzey elemanlarının boru içersine yerleştirilerek sabit cidar ısı akısı şartında ve türbülanslı akışta ısı transferine ve akışa etkileri incelenmiştir. Akış alanının belirlenmesi için akış gözleme deneyleri yapılarak ısı transferindeki iyileşmenin nedenleri açıklandı. Tanıtılan bu türbülatörün diğer türbülatörlere göre üstünlüğünün araştırılması için Termodinamiğin ikinci kanun analizi yapılarak, türbülatörün literatürdeki yeri belirlenmiştir. Tanıtılan türbülatörün pratikteki kullanılabilirliğini yerinde incelemek üzere 90/70' lik sıcak su kazanındaki uygulaması ele alınmıştır. Bu uygulamada kazanın Termodinamiğin birinci kanununa göre ve Termodinamiğin ikinci kanununa göre tanımlanan verimlerindeki iyileşmenin değerleri kazanın turbülatörsüz ve turbülatörlü olarak aynı çalışma şartlarında deneysel olarak belirlenmiş ve karşılaştırmıştır. Tanıtılan bu türbülatörlerde basınç kaybı çok az olduğundan uygulamada kullanılmaları tavsiye edilmektedir. Ancak ısı transferindeki iyileşme diğer türbülatör tiplerinin ısı transferi iyileştirme değerlerine göre düşük kalmaktadır. Anahtar Kelimeler : Saptırılmış silindirik yüzeyli türbülatör, ısı transferi, akış, ısı transferi iyileştirmesi, kazan verimi. VI

In this study, interrupted half cylindrical surface-type elements have been inserted in cylindrical tubes and their effects on fluid flow and heat transfer, under the constant heat flax at the wall and turbulent flow conditions, experimentally have been investigated. In order to observe fluid flow patern, flow visualation tets have been performed and reasons of augmented heat transfer have been explained. The performance comparison of heat transfer enhancement device between the presented one and others have been made by using the second law of Thermodynamics and it's place in the technical literature has been defined. Presented turbulators have been inserted in (90/70) smoke tube boiler to investigate the avability of these turbulators in practice. The increases of the first law and the second law of Thermodynamics efficiencies of the boiler experimentally have been estimated for the cases of with and without inserts in the same operating conditions, and the results are compared. Due to the low pressure drop, presented turbulators is advisable for practical use. But, heat transfer enhancement in this device is being lower comparasion with other heat transfer enhancement devices. Key words : Interrupted half cylindrical surface-type turbulator, heat transfer, flow, enhancement of heat transfer, boiler efficiency. vn