İçten yivli borularda ısı ve kütle transferinin incelenmesi
Investigation of heat and mass transfer in inner grooved tubes
Yazar: PINAR ALATAŞ
Danışman: PROF. DR. DERYA BURCU ÖZKAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Isı Proses Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Isı geçişi katsayısı = Heat transfer coefficient ; Karbon dioksit = Carbon dioxide ; İki fazlı akış = Two phase flow

Özet:
Günümüzde ozon tabakasının incelmesi, iklim değişiklikleri gibi küresel çevre olayları artmaktadır. Bu tip çevre olayları dünya üzerinde yaşayan tüm canlıları olumsuz etkilemekle kalmayıp yeryüzünün yaşam kalitesini de düşürmektedir. Bu nedenle soğutma sistemlerinde çevreye zararı olmayan CO2 gibi doğal soğutucu akışkanlar tercih edilmeye başlanmıştır. Buharlaştırıcıda kullanılan boru özellikleri ısı transfer katsayısına doğrudan etki etmektedir. Bu çalışmada, düz boru ve içten yivli boru içerisindeki kaynama işlemi sırasında CO2'nin ısı taşınım katsayısı incelenmiştir. İçten yivli boru için oluşturulan teorik model ile deney sonuçları karşılaştırılmış % 6 yaklaşım olduğu görülmüştür. Isı akısı 10 kw/m2, kütlesel akı 380 kg/m2s iken düz ve içten yivli boru için model oluşturulup farklı doyma sıcaklıklarındaki ısı taşınım katsayıları kuruluk derecesine bağlı olarak karşılaştırılmıştır. İçten yivli borunun düz boruya göre doyma sıcaklığı 5°C iken %52, 0°C iken %44 ve -8°C'da ise %34 daha yüksek ısı taşınım katsayısına sahip olduğu sonucuna varılmıştır. Doyma sıcaklığının artmasıyla ısı taşınım katsayısının arttığı görülmüştür. Isı taşınım katsayısı kaynama işlemi sırasında dış çapı 5 mm, 7.94 mm ve 9.52 mm olan farklı geometrik özelliklere sahip içten yivli borular için incelenmiştir. Ortalama ısı taşınım katsayısının 5 mm dış çapındaki yivli boruda 7.94 mm dış çapındaki yivli boruya göre % 6, 7.94 mm dış çapındaki yivli boruda ise 9.52 mm dış çapındaki yivli boruya göre % 19 daha yüksek olduğu görülmüştür.

Abstract:
Nowadays global environmental events such as thinning of the ozone layer, climate changes are increasing. These types of environmental events are not only affecting all creatures living on the world, but also decreasing the quality of life of the Earth. For this reason, natural refrigerant like non-harm to environment in cooling systems are started to be preferred. Features of tube used in evaporator affect directly to the heat transfer coefficient. In this study, during the boiling process in smooth tube and inner grooved tube, heat transfer coefficient of CO2 was investigated. 6% approach which was compared to theoretical model experiment results for inner grooved tube, was seen. When heat flux was 10 kW/m2, mass flux was 380 kg/m2s, theoretical model was created for smooth and microfin tube, heat transfer coefficients in different saturation temperature were compared based on quality. It has been concluded that according to smooth tube, while saturation temperature of inner grooved tube was 5°C, 52% higher, while it was 0°C, 44% higher, while it was -8°C, 34% higher heat transfer coefficient. It has been seen that when saturation temperature was increasing, heat transfer coefficient was increasing. The heat transfer coefficient during boiling process of carbon dioxide were investigated for outer diameters tube of 5, 7.94 and 9.52 mm. Average heat transfer coefficient for the 5 mm OD inner grooved tube was approximately 6% higher than that for the 7.94 mm OD microfin tube also average heat transfer coefficient for the 7.94 mm OD inner grooved tube was approximately 19% higher than that for the 9.52 mm OD microfin tube.