Soğutucularda farklı kılcal boru ebatlarının akış karakteristiği üzerindeki etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effect of different capillary tube sizes on the flow characteristic of cooling systems
Yazar: SAVAŞ EKŞİOĞLU
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA ATMACA
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Kılcal borular küçük soğutma sistemlerinde soğutucu akış kontrol cihazı olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Kılcal boru içindeki akış hareketi karmaşık olduğu için, kılcal borudaki soğutucu akışkan özelliklerini tahmin etmek için birçok fiziksel model gereklidir. Soğutucu akışkan, kompresörü yüksek basınç ve sıcaklıkta terk eder ve kondensere girer. Daha sonra soğutucu akışkan kondenserden ayrıldıktan sonra orta sıcaklık ve yüksek basınçta kılcal boruya girer. Kılcal borularda soğutucu akışkanın basıncı ve sıcaklığı sert bir şekilde ve aniden azalır. Dolayısıyla, soğutucu akışkanın sıcaklığının düştüğü ve buzdolabının buharlaştırıcısında veya klimaların soğutma serpantininde soğutma etkisine neden olan eleman kısılma valfidir.
Bu çalışmada, soğutma sistemlerinde kullanılan farklı kılcal boru ebatlarının   sistem üzerindeki etkileri incelenmiştir.  Çalışmada 3 farklı çapta  ve 3 farklı uzunlukta olmak üzere toplam 9 adet farklı ebatlarda kılcal boru kullanılmıştır. Ayrıca R410a ve R32 soğutucu akışkanları ile  uyumlu olarak çalıştırılabilen ve kompresör, kondenser, evaparatör, kılcal boru, debimetre, termometre, gözetleme camı, vanalar ve soğuk oda  kullanılarak bir deney düzeneği tasarlanmıştır. Kabin sıcaklığı sabit tutulmak suretiyle farklı çevrim şartlarında R32 ve R410a soğutucu akışkanları karşılaştırılmıştır.
Her iki akışkanın da kullanıldığı soğuk odanın sıcaklığı 20 dakikalık zaman aralıklarıyla ölçülerek deneysel veriler elde edilmiştir. Ayrıca farklı çevrim şartlarındaki kütlesel debiler ölçülerek elde edilen veriler Microsoft Office – Excel programı kullanılarak grafik haline dönüştürülmüştür.

Abstract:
Capillary tubes are widely used as a refrigerant flow control device in small refrigeration systems. Since the flow behavior inside the capillary tube is complex, many physical models are necessary to predict the characteristics of the refrigerant flow in a capillary tube. The refrigerant leaves the compressor at high pressure and temperature and enters the condenser. After leaving the condenser the refrigerant is at medium temperature and high pressure and then it enters the Capillary tube. In the Capillary tubes the pressure and the temperature of the refrigerant is reduced drastically and suddenly. Thus us it is the throttling valve where the temperature of the refrigerant is reduced and it is then able to produce the cooling effect in the evaporator of the refrigerator or the cooling coil of the air conditioner.
In this study, the effects of different capillary tube sizes on cooling system were investigated. In the study, capillary tubes were used in 9 different sizes in 3 different diameters and 3 different lengths. In addition, an experimental setup was designed using compressor, condenser, evaporator, capillary tube, flow meter, thermometer, sight glass, valves and cold room which can be operated in accordance with R410a and R32 refrigerants. R32 and R410a refrigerants were compared under different cycle conditions, keeping the cabinet temperature constant.
Experimental data were obtained by measuring the temperature of the cold room in which both fluids were used, with a time interval of 20 minutes. In addition, the data obtained by measuring the mass fluxes under different cycle conditions are converted into graphs using Microsoft Office - Excel program.