Dönen boru içerisinde basınç kaybı ve ısı transferinin incelenmesi akışın gözlenmesi
Invesgation of the pressure loss and heat transfer and visualization of the flow in a rotating pipe
Yazar: EMRE TURGUT
Danışman: DOÇ.DR. AYDIN DURMUŞ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Boru içindeki akışlarda, akışkana dönme etkisi verilerek ısı transferinin artırılması çok kullanılan bir yöntemdir. Dönme etkisi, boru içine yerleştirilen türbülans üreticileriyle ya da borunun döndürülmesi ile verilebilmektedir. Bu çalışmada borunun döndürülmesiyle akışkana dönme hareketi verilmiştir.Çalışmamızı gerçekleştirebilmek için kurduğumuz deney düzeneği iki kısımdan oluşmaktadır. Birinci kısımda ısı transferi ve basınç düşüşü deneylerini gerçekleştirmek için çeşitli devirlerde dönen borudan oluşan bir düzenek hazırlanmıştır. Isı iletim katsayısının yüksek olmasından dolayı bakır boru tercih edilmiştir. Dönme neticesinde oluşan basınç düşüşlerinin ise daha iyi tespit edilebilmesi için test boru boyu yeterince uzun (3,5 m.) tutulmuştur. Deney düzeneğimizin ikinci kısmını ise akış gözleme düzeneği oluşturmaktadır. Akış gözleme deneyleri 80 cm. uzunluğundaki bir cam borunun döndürülmesi ile gerçekleştirilmiştir. Deneyler sonucunda akış gözleme ve ısı transferi deneylerinin sonuçlarının uyum içinde olduğu görülmüştür. Deneylerimiz Reynolds sayısının, laminar akış için 500 ile 2000, türbülanslı akış için 3000 ile 17000 değerleri arasında gerçekleştirilmiştir. Isı transferi deneyleri 100 ile 500 dev/dak, akış gözleme deneyleri ise 20 ile 750 dev/dak değerleri arasında seçilen devirlerde yapılmıştır.Elde edilen deney sonuçlarının literatürde yapılan çalışmalar ile karşılaştırılması sonucunda, türbülans üreticileri kullanılarak oluşturulan dönmeli akış ile bu çalışmanın konusu olan dönen boru akışının çok farklı sonuçlar verdiği görülmüştür.AnahtarKelimeler: Dönen boru akışı, dönmeli akış, türbülans üreticileri, ısı değiştiricileri

Abstract:
Increasing of the heat transfer in a pipe by giving it a rotating effect is a commonly used method in the literature. The rotating effect can be maintained by either locating turbulence generators in the pipe or allowing the pipe to be rotated.The experimental set up that is designed to run this work is formed with two sections. In first section a set-up including a pipe that can rotate under various rotation values is prepared for to carry out the heat transfer and pressure loss experiments. A copper pipe is preferred in this section, because of its high thermal conductivity.The length of the pipe is chosen enough long (3500 mm) for measuring the most accurate pressure losses that are caused from rotation. The second portion of the set-up is flow visualization section. The flow visualization tests are conducted by rotating a transparent glass pipe of 800 mm length. A good agreement between the measurements and visualizations is obtained after the experiments. The experiments are done under the conditions of laminar flow Re number from 500 to 2000, and turbulent flow from 3000 to 17000. The rotation value is selected as 100-150 per/min for heat transfer mesurements and 20-750 per/min for flow visualization tests.After the comparison of the results obtained from this work to the similar ones in literature, it is seen that the rotating flow that is obtained by using turbulators are more different than the rotating flow obtained by rotating the pipe itself as used in poresent work.Key Words: Rootating pipe flow, rotating flow, turbulence gernerators, heat exchanger