Boru içerisine yerleştirilen türbülatörlerin yanıt yüzey  
yöntemiyle optimizasyonu
Optimization of turbulators inserted into pipe by surface response method
Yazar: ABDURRAHMAN OKUTAN
Danışman: DOÇ. DR. BAYRAM ŞAHİN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Makine mühendisliği = Mechanical engineering

Özet:
Enerjiye talep her geçen gün artarken yeryüzündeki enerji kaynakları da hızlı bir şekilde tükenmektedir. Sürdürülebilir bir enerji dengesinin sağlanabilmesi için kaynak çeşitliliğinin artırılmasının yanı sıra mevcut enerji kaynaklarının da etkili bir biçimde kullanılması gerekmektedir. Enerji kaynaklarının etkin bir biçimde kullanılabilmesi için mevcut kaynaktan elde edilebilecek dönüşümün en yüksek düzeyde olması gerekir. Isı transferi çalışmalarında, iş yapan akışkanı hareket ettirmek için harcanan enerjinin azaltılması ya da aynı kaynaktan sağlanacak ısı transferinin iyileştirilmesi yoluyla enerjinin etkin biçimde kullanılması amaçlanmaktadır. 
Bu çalışmada içerisine türbülatör yerleştirilmiş boruda ısı transferi ve basınç düşümü karakteristikleri, Yanıt Yüzey Yöntemi ile tahmin edilmiştir. Deneyler Yanıt Yüzey Yöntemine uygun bir deney tasarımına göre yapılmıştır. Tel çapı (d), adım sayısı (t), yay çapı (D) ve Reynolds sayısını (Re) içeren matematiksel modeller hem Nusselt sayısı hem de basınç düşümü için elde edilmiştir. Modellerde Nusselt sayısı üzerinde en etkili parametrenin %83.85 ile Reynolds sayısı, en az etkili parametrenin ise %0.08 ile adım sayısı olduğu görülmüştür. Basınç düşümü üzerinde en yüksek ve en düşük parametreler sırasıyla %74.75 Reynolds sayısı ve %0.52 adım sayısı olarak elde edilmiştir. Elde edilen modeller kullanılarak tüm parametre seviyeleri için ısı transferi ve basınç düşümü karakteristikleri tahmin edilmiştir. 
Ayrıca, amaç fonksiyonları olarak Nusselt sayısı ve basınç düşümü seçilerek çoklu optimizasyon yapılmıştır. Optimizasyon için elde dilen pareto optimallerinin amaç fonksiyonlarının önceliklerine göre ödünleşme yoluyla optimum şartların belirlenmesinde kullanılabilir olduğu gösterilmiştir.

Abstract:
As demand for energy has been increasing every passing day, energy resources on earth also run out quickly. In order to get a sustainable energy balance, existing energy resources should be used in an efficient way as well as increasing the resource variety.  The transformation that could be obtained from the existing resource must be at the highest level in order to be able to use the existing energy resources in an efficient way. In heat transfer studies, it is aimed to use the energy in an efficient way through decreasing the energy consumed to move on the working fluid or enhancing the heat transfer provided by same resource. 
In this study, heat transfer and pressure drop characteristics in a turbulator placed in the pipe was predicted by Surface Response Method. The experiments were conducted according to an appropriate experimental design to Surface Response Method. Mathematical models including wire diameter (d), pitch number (t), spring diameter (D) and Reynolds number (Re) were obtained for both Nusselt number and pressure drop. In the obtained model, it was seen that Reynolds number as %83.85 was the most efficient parameter on Nusselt number, the lowest parameter was pitch number as %0.08. The most and lowest efficient parameters on pressure drop were obtained as %74.75 Reynolds number and %0.52 pitch number, respectively. Heat transfer and pressure drop characteristics for all parameter levels were predicted by using obtained mathematical models. 
Furthermore, multiple optimization were realized by choosing Nusselt number and pressure drop as objective functions. It was showed that according to the priority of the objective functions the pareto optimals obtained for optimization was usable on defining the optimum conditions through compromising.