Akış kesit alanı periyodik olarak değişen borularda ısı transferi ve basınç kaybının incelenmesi

Abstract

ÖZET Bu çalışmada, dairesel kesitli bir boruda sabit sıcaklık sınır şartı altında zorlanmış konveksiyonda, laminer ve türbülanslı akış için ısı transferi ve basınç kaybı deneyleri yapıldı Deneyler, ısı transferini iyileştirmek amacıyla, akışa dik doğrultuda eşit aralıklarla yerleştirilen halka tipli ilave elemanlar kullanılarak gerçekleştirildi Deneyler, ilave elemanların duvarla temas halinde olması Hımm-m ve duvardan ayrık olması durumları için yapıldı. Deneysel çalışmanın literatürden gelen verilerle uygunluğunu görmek amacıyla, boş boru için ısı transferi ve basınç kaybı deneyleri gerçekleştirildi Deneysel çalışmalarda elde edilen bulgular, laminer akış ve türbülanslı akış için ayrı ayrı değerlendirildi Isı transferi ve basınç kaybı için boyutsuz sayılar olan Nu sayısı ve Sürtünme katsayısının Re sayısına göre değişimi 8 ayrı ilave eleman için ve boş boru için gösterildi Ayrıca ısı transferindeki iyleşme, basınç kaybındaki artış ilişkisine göre tarif edilen bir performans değerlendirme kriterinin Re sayışma göre değişimi gözlendi Deneysel çalışma sonuçlan, boş boru için elde edilen bulguların literatürden gelen verilerle uyum içinde olduğunu göstermektedir. Halka tipli ilave elemanlı borularda ısı transferindeki artışın türbülanslı akışta % 80 ile % 110 arasında değiştiğini, buna karşılık basınç kayıplarının % 1000 ile % 1400 arasında arttığını göstermektedir. Laminer akışta ise ısı transferinde artışın ancak Re sayısının 800 değerinden sonra başladığı anlaşılmaktadır. Buna karşılık basınç kayıplarında % 50 ile % 3000 arasında değişen artışlar Re sayısının bütün değerlerinde görülmektedir. Anahtar Kelimeler : Isı transferini iyileştirme, üave eleman, sabit sıcaklık smır şartı VI

SUMMARY Heat Transfer and Pressure Drop Investigations in Tubes Having Periodically Varying Cross Sectional Area. In this study, heat transfer and pressure drop for laminar and turbulent forced convection flow in tubes with ring shaped insert devices is experimentally studied. The experiments are performed both for wall attached and displaced devices to enhance heat transfer. The experiments are carried out for four different pitches of insert devices. Heat transfer and pressure drop experiments for straight tube are performed in order the compare results with literature. Experimental results are analyzed separately for laminar and turbulent flow. Variations of Nu number and friction factor with Re number for eight different insert devices and for the straight tube are presented. Additionally, performance evaluation criterion versus Re number which takes to account relation between heat transfer enhancement and pressure drop is presented. Experimental results show mat, for turbulent flow, heat transfer increments due to insert devices varies between 80 percent to 110 percent while pressure drop increment is 10 and 14 times higher than straight tube. For laminar flow, heat transfer increase due to insert devices starts after Re of 800. Average pressure drop increments for laminar cases are varied between 15 percent to 3000 percent. Key Words : Heat transfer enhancement, insert devices, constant surface temperature boundary conditions. vn