boru içindeki akışta akışkanın döndürülmesinin ısı geçişi ve basınç

-414-
ISI
BORU İÇİNDEKİ AKIŞTA AKIŞKANIN DÖNDÜRÜLMESİNİN
GEÇİŞİ VE BASINÇ KAYBINA ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI
T.Bali
ve
T.Ayhan
Makina Mühendisliği Bölümü
Karadeniz Teknik üniversitesi
61080 Trabzon
Yüksek türbülans ve ikincil akışlar üretmesinden dolayı
dönmeli akışlar ısı transferini arttırmaktadır. Bu akışlar
sarımlı teller spiral kanatçıklar,
bükülmüş
şeritler,
pervaneler gibi cisimlerin akış ortamına yerleştirilmesiyle
oluşturulmaktadır.
Pratikte ısı transferinin iyileştirilmesi amacıyla dönmeli
akışların incelendiği değişik ısı eşanjörleri geliştiril­
mektedir. Bu çalışmada da bir ısı eşanjörü dizayn edilerek,
dairesel kesitli boru içerisinde akan havaya dönme verilmesi
ve dönme etkisinin yerel olarak incelenmesi amaçlanmıştır.
Dönme etkisi duran pervanelerle oluşturulmuştur. Bu pervaneler
0.5 mm. kalınlıktaki bakır levhadan 6 kanatlı ve 4 5° açılı
olarak imal edilmiş olup boru içinde istenilen yere kolaylıkla
monte edilebilmektedirler. 55 mm.çapındaki alüminyum boru
içinden akan sıcak hava bu borunun dışına spiral bir şekilde
sarılmış olan bakır boru içinden geçen soğutma suyu ile
soğutulmaktadır. Soğutmanın homojen olmasını sağlamak amacıyla
sarımlı bakır boru bir yağ banyosu içinde tutulmaktadır. Hava
ve su giriş-çıkış sıcaklıkları, boru yerel cidar sıcaklıkları
bir kanal
seçici,
interface,
bilgisayar ve d i j i t a l
multimetreden
oluşan
data
yükleme
sisteminden
elde
edilmektedir. D e n e y l a r m kontrolü ise bilgisayar programı
aracılığıyla sağlanmaktadır. Deneyler sonucunda yerel ısı
taşının katsayılarının hesaplanmasında, dizayn edien bu ısı
eşanjörü için geliştirilen bir yöntem kullanılmıştır. Boş boru
deneyleri literatürde verilen sonuçlarla iyi bir uyum
içindedir.
Deneyler Reynolds sayısının 3.000
30.000 değerleri
arasında yapılmıştır. Isı geçici boş boruya oranla bir
pervaneli boruda %37 : %4 4 artmıştır. Basınç kayıpları ise
yine boş boruya oranla pervaneli boruda 2.8
3.5 artmıştır.