İçerisine türbülans yayıcı eleman yerleştirilmiş boruda akış ve ısı geçişi analizi
Flow and heat analysis in turbulance generator inserted pipe
Yazar: YASEMİN ELBAŞIOĞLU
Danışman: YRD. DOÇ. DR. VEYSEL ÖZCEYHAN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, boru içerisine türbülans yayıcı olarak yarım eliptik kesitli üç farklıuzunluğa (c) ve dört farklı hatveye (p) sahip toplam on iki farklı yay kullanılarak ısıgeçişindeki artış üç boyutlu olarak incelenmiştir. Sayısal hesaplamalar FLUENT ticaribilgisayar kodu yardımıyla gerçekleştirilmiştir.İlk olarak boş boru için hesaplamalar yapılmış ve literatürde yaygın olarak kullanılaneşitliklerden elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Sonuçların uyumlu olduğugörülmüştür.Yapılan hesaplamalar sonucunda, hem eşit Reynolds sayısında hem de eşit pompalamagücünde ısı geçiş miktarındaki en yüksek artış c=2 mm yarım eliptik kesitli p=3d/2 mmhatveli yay yerleştirilmesi ile elde edilmiştir. Bu yay ile düşük Reynolds sayısında sabitpompalama gücünde, ısı geçişinde %56' lık ve yüksek Reynolds sayısında ise % 23' lükartış elde edilmiştir. c=1 mm ve c=1.5 mm yarım eliptik kesitli yaylar yerleştirildiğindeısı geçiş miktarında sağlanan artış birbirlerine çok yakın ve c=2 mm yarım eliptik kesitliyayınkinden daha düşük olarak elde edilmiştir.Kullanılan yarım eliptik yay kesitinin (c) ve yayların hatvelerinin (p) ısı geçişi artışınaetkisi olduğu yapılan çalışmalarla görülmüştür.Yapılan hesaplamalar ve elde edilensonuçlara göre, enerji geri kazanımlı sistemlerden yaygın olarak kullanılan ısıdeğiştiricisi borularının içerisine türbülatör olarak yarım eliptik kesitli yayyerleştirilmesi ile, yüksek ısı geçişi artışı ve enerji tasarrufu sağlanabileceğigörülmüştür. Bununla birlikte, kullanılan yayların hatvesinin ısı geçişine etkisikonusunda net bir yaklaşımda bulunmak mümkün olmamıştır.Anahtar kelimeler: Türbülatör, eliptik yay

Abstract:
In this study, three dimensional heat transfer enhancement was investigated numericallyby using twelve different springs with three different semi-elliptic cross section (c) fourdifferent pitches (p). Fluent computer code is used for numerical calculations.Firstly, calculations were conducted for smooth pipe and the results were comparedwith the widely used equations available in literature. The results showed a goodagreement and so, the numerical method was validated.For obtaining net heat transfer increase, the comparison should be made for the constantpumping power. At the results, for equal Reynolds number and constant pumping powerthe highest heat transfer increase was obtained by inserted spring with c=2 mm andp=3d/2 mm. This spring provided enhancement between 56% and 23% depends on theReynolds number. The other springs supplied less heat transfer increase for all Reynoldsnumbers. Heat transfer increase characteristic for equal Reynolds number was nearlysame for c=1 mm and c=1.5 mm but their heat transfer increase was less than for c=2mm.In this study it was shown that by using spring inside the pipe has increased Nusseltnumber and both cross section (c) and pitch (p) of the spring has effect on heat transfer.As the result for calculations, heat transfer enhancement is supplied in semi-ellipticcross sectional spring inserted pipe when compared to the smooth pipe. So, these kindof insert can be used in heat exchanger to increase heat transfer and energy saving.Keywords: Turbulator, elliptic spring