İki fazlı akış şartlarında ayrıştırıcıdaki damlacık hareketlerinin incelenmesi
Investigation of droplet motions under two phase flow conditions in a separator
Yazar: ÖMER ÜNAL
Danışman: PROF. DR. İSMAİL TEKE
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Günümüzde enerji kaynaklarının azalması ve buna bağlı olarak enerji maliyetlerinin artması bilim, teknoloji ve mühendislik uygulamalarında enerji verimliliği konusunda yüksek ivmeli gelişmeleri beraberinde getirmiştir. Enerji sektöründe faaliyet gösteren firmalar rekabet sürecinde var olabilmek için araştırma, geliştirme ve üretim aşamalarında hedeflenen düşük üretim maliyeti ve enerji tüketimi değerlerini elde etmeye yönelik yeni projeler geliştirmek zorunluluğunu hissetmektedir. Bu zorunluluk sonucunda birçok yenilikçi fikirlerin ve uygulamaların geliştirilmesi gerekliliği ortaya çıkmıştır.Bu yüksek lisans tez çalısmasında iki fazlı akış şartlarında soğutma sisteminde buharlaştırıcı çıkısında dikey olarak konumlandırılan bir ayrıştırıcının etkinliği incelenmiştir.Tez çalısması altı ana bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde çalışmaya başlama nedenleri ve gerçekleştirilen çalışmalar sonucunda hedeflenen sonuçlar özetlenmiştir.İkinci bölümde konu ile ilgili olarak gerçekleştirilen kaynak araştırması sunulmuştur. Kaynak araştırması bölümünde ayrıştırıcılarda meydana gelebilecek iki fazlı akış rejimleri hakkında genel bir bilgilendirmenin ardından ayrıştırıcılar üzerinde iki fazlı akış karakteristiklerine yönelik olarak gerçekleştirilen görselleme ve tasarım çalısmaları paylaşılmıştır.Üçüncü bölümde tez çalısmasında kullanılan deney düzeneği ve ekipmanları detaylı olarak anlatılmış, deneysel çalışmalarda izlenen yol açıklanmıştır.Dördüncü bölümde deneysel çalışmalar için hazırlanan prototip ayrıştırıcının ayrıştırma veriminin belirlenmesine yönelik olarak hızlı kamera ve görüntü analiz programıyla gerçekleştirilen damlacık çapı ve hızı ölçümlerinin sonuçları sunulmuştur.Beşinci bölümde boroskop ve görüntü analiz programı yardımıyla elde edilen ayrıştırıcı dolma eğrileri, hızlı kamera ile gerçekleştirilen damlacık çapı ölçümü ve sıcaklık ölçümlerinden yararlanarak oluşturulan matematiksel model paylaşılmıştır. Elde edilen eşitlikler ve akış hareketlerinin detaylı olarak gözlemlendiği ayrıştırıcı prototipi yardımıyla buharlaştırıcı çıkışında kuruluk derecesinin ve boşluk oranının zamana bağlı değişimi belirlenmiş, damlacılar üzerine etkiyen net kuvvet yardımıyla sürükleme katsayısı belirlenmiştir.Tez çalışmasının altıncı ve son bölümünde elde edilen sonuçlar değerlendirilerek ilerikiçalışmalara yönelik öneriler sunulmuştur.Anahtar kelimeler: Ayrıştırıcı, ayrıştırma verimi, iki fazlı akış, hızlı kamera, akış görselleme, damlacık analizi

Abstract:
Due to reduction of energy resources, technological and engineering applications aim on efficient usage of energy nowadays. In order to compete in the energy sector, companies need to produce new research and development projects that will reduce the production costs and energy consumption.This thesis study investigates the efficiency of vertical separator, which is mounted on the outlet of evaporator, under two-phase flow conditions.This thesis study is composed of six main chapters. In chapter one, motivation and aim of this study was explained.The second chapter consists of the literature survey about the subject. Literature survey includes general information about two phase flow regimes which can occur in the separator. Afterwards, flow visualization and system design studies were investigated.Experimental setup and equipments were explained along with experimental studies in chapter three.The fourth chapter of this work contains the results of droplet diameter and velocity measurements. High-speed camera pictures were taken to measure the liquid refrigerant droplet diameter and velocity for different test conditions to determine the efficiency of separator.In chapter five, mathematical model which was developed by using separator filling curves obtained with the use of boroscobe and image processing software analysis, droplet diameter and temperature values are measured by high speed camera is represented.In the sixth and the last chapter the results of this study are evaluated. The suggestions for further studies are presentedKeywords: separator, separation efficiency, two phase flow, high speed camera, flow visualization, droplet analysis