Boru içerisinde kullanılan aparatlar ile ısı geçişinin iyileştirilmesi
Improving the apparatus used in pipes and heat transfer
Yazar: İSMET FARUK YAKA
Danışman: DOÇ. DR. AFŞİN GÜNGÖR
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Enerji insanoğlu için temel ihtiyaçlardan birisidir. Her geçen yüzyıl gelişen teknoloji
ve artan nüfus ile bu temel ihtiyaca olan talep artarak devam etmiştir. 21.yy'a gelindiğinde ise
enerji talebi maksimum düzeye çıkmıştır. Bu yüzden araştırmacılar artan enerji ihtiyacını
karşılamak için temelde iki yöntem öne sürmüşlerdir. Bunlardan ilki yeni enerji kaynakları
araştırma ve geliştirme diğeri ise mevcut enerji kaynaklarından maksimum verimle
yararlanmaktır. Yeni enerji kaynakları ile ilgili günümüze kadar birçok çalışma yapılmakta
olup yeni bilgiler ve yeni sistemler geliştirilmektedir. Aynı şekilde enerjiyi maksimum verimle
kullanmak için de birçok çalışma yapılmış olup yeni çalışmalar bunları takip etmektedir.
Enerjinin verimli kullanılması üretim, iletim ve tüketim aşamalarında yapılan iyileştirmelerle
mümkündür. Özellikle üretim ve iletim aşamalarında yaygın bir şekilde kullanılan ısı transferi
üzerine birçok çalışma yapılmıştır. Enerjinin ısı formundan başka formlara dönüşmesinde ya
da tam tersi durumlarda kullanılan ısı transferini arttırmak, enerjiyi maksimum oranda verimli
kullanmak için önemli bir etkendir.
Isı transferi farklı fazda maddelerle, farklı şekilde tasarlanan cihazlar aracılığıyla
çeşitli formlarda gerçekleşmektedir. Boru, kanal vb. gibi çeşitli malzemeler kullanılarak
yapılan ısı değiştiricileri ısı transferini gerçekleştirmede bir araç olarak kullanılır. Isı
transferini arttırmada ısı değiştiricilerinin tasarımının yanı sıra akıştaki türbülansı arttırmanın
önemi büyüktür. Isı değiştiricisinin içerisinde dolaşan akışkanın türbülans miktarını arttırmak
amacıyla ısı değiştiricisinin komponentlerine çeşitli türbülatörler yerleştirilmiştir.
Yapılan bu tez çalışması kapsamında düz bir boru içerisinde türbülansı arttırmak ve
dolayısıyla boyutsuz sayılarda artış sağlamak suretiyle ısı transferini arttırmak amaçlanmıştır.
Bu amaçla boru içerisine çeşitli aparatlar eklenmiştir. 3-4 mm çaplarında düz krom çubuk, ve
4-5 mm çaplarında seramik bilye, 8 mm çapında 3 m uzunluğunda düz bakır bir boru içerisine
yerleştirilmiştir. Akışkan olarak su kullanılmıştır. Su bir depoda belli bir sıcaklığa ulaşması
için ısıtılmış ve pompa vasıtasıyla borulara basılmıştır. Farklı debi oranlarına bağlı olarak
çalıştırılan sistemde çeşitli deneyler yapılarak aparatların ısı transferini arttırmaya olumlu ve
olumsuz anlamdaki katkısı incelenmiştir.

Abstract:
Energy is one of the basic needs for mankind. With each passing century developing
technology and increasing population, the demand for this basic necessity has continued
to increase. When it comes to the 21st century, the energy demand has reached the
maximum level. So, researchers have basically put forward two methods to meet their
increasing energy need. The other is the new energy sources research and development
and the other is to utilize the existing energy sources with maximum efficiency. There are
many studies on new energy sources, and new information and new systems are being
developed. In the same way, many studies have been done to use energy with maximum
efficiency and new studies follow them. Efficient use of energy is possible through
improvements in production, transmission and consumption stages. Many studies have
been made on heat transfer, which is widely used especially in the production and
transmission stages. Increasing the heat transfer of the energy from heat form to other
forms, or vice versa, is an important influence to maximize energy efficiency.
Heat transfer takes place in various forms through devices designed in different ways,
in different phases. Pipe, duct, etc. are used as a means of achieving heat transfer. In
addition to designing heat exchangers to increase heat transfer, it is important to increase
flow turbulence. Various turbulators are installed in the components of the heat exchanger
to increase the amount of turbulence in the fluid circulating in the heat exchanger.
Within the scope of this thesis, it is aimed to increase the turbulence in a straight pipe
and thus increase the heat transfer by increasing the dimensionless numbers. Various
apparatuses have been added to the pipe for this purpose. Plain chrome bars 3-4 mm in
diameter and ceramic balls 4-5 mm in diameter were placed in a 3 m long flat copper
pipe 8 mm in diameter. Water was used as a fluid. The water is heated in a depot to reach
a certain temperature and is pumped through the pump. Various experiments have been
carried out on the system operated depending on the different flow rates and the
contribution of increasing and decreasing the heat transfer of the apparatuses has been
investigated.