Farklı boyutlardaki düşey silindirlerde durgun film kaynamanın farklı konsantrasyonlarda deneysel incelenmesi
Experimental investigation of pool film boiling on vertical cylinders havaing different dimensions in different concentration
Yazar: DOĞAN ÇİLOĞLU
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ABDURRAHİM BÖLÜKBAŞI
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2004
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Kaynama mekanizması büyük miktarlardaki ısı enerjisini düşük sıcaklık farklarında transfer etmeye imkan sağlar. Birçok mühendislik problemi kaynamayla ilişkilidir. Özellikle sertleştirme işleminde kontrollü bir soğuma gerçeUeştirildiğinden film kaynama çok önemlidir. Bu çalışmada, düşey silindirler etrafinda-doymuş kaynama ve soğuk kaynama (subcooled) şartlarmda-durgun film kaynama özellikleri deneysel olarak incelenmiştir. Deneylerde pirinç malzemeden yapılmış farklı boyutlardaki silindirler kullanılmıştır. Kaynayan akışkan olarak saf su ve 0,05 M, 0,1 M, 0,15 M, 0,2 M, 0,25 M, 0,3 M, 0,35 M tuz çözeltileri kullanılarak atmosferik basmç altında deneyler yapılmıştır. Deneylerde elde edilen ısı transfer katsayısı değerleri ile Nusselt sayısı hesaplanmış ve Nusselt fonksiyonu için ampirik bir bağıntı geHştirilmiştir. Havuz sıcaklığı azaldıkça film kırılma daha yüksek sıcaklıklarda oluştuğundan doyma sıcaklığının altında film kaynama meydana gelmemiştir. Film kaynamada yüzey sıcaklığı arttıkça buhar filmi kalınlığı artmaktadır. Böylece yüzeyde oluşan buhar filmi yüzey üe akışkan arasında bir direnç oluşturnıaktadır. Dolayısıyla yüzey sıcaklığının artmasıyla ısı transfer katsayısı düşmüştür. Numune çapı arttıkça ısı transfer katsayısı artmış, numune boyu ile değişmemiştir. Tuz çözeltUerinin ısı transfer katsayısı saf suya göre daha yüksek olduğundan konsantrasyon arttıkça çözeltinin ısı transfer katsayısı artmaktadır. Böylece buhar film kalınlığı daha düşük olacağından ısı transfer katsayısı yükselmiş ve ısı akısı da konsantrasyonla artmıştır. 2004, 82 Sayfa Anahtar Kelimeler: Isı transferi, film kaynama, durgun kaynama, düşey silindir, çözeltiler

Abstract:
Boiling mechanism provides a large amount of heat transfer at low temperature differences. Many engineering problems are related to boiling. For instance, film boiling is very important in hardening became a controlled cooling is necessary in such a treatment. In this study, the pool film boiling properties were experimentally investigated around vertical cylinders under saturated and subcooled boiling conditions. The cylinder rods made from brass having different dimensions were used in the experiments. The experiments were performed under atmospheric pressure by using pure water and salt solutions including different concentrations such as 0,05 M, 0,1 M, 0,15 M, 0,2 M, 0,25 M, 0,3 M, 0,35 M as a boiling liquid. The Nusselt number was calculated with the heat transfer values obtained from the experiments and an empirical relation was developed for the Nusselt function. As the pool temperature decreases, the film boiling did not occur at subcooled conditions because the film breaking became at higher temperatures. Vapor film thickness increases with the increase of the surface temperature during the film boiling. Thus the vapor film forms a resistant between the surface and liquid. Consequently, the heat transfer coefficient decreased as the surface temperature increased. It also increased with the increase of the specimen diameter and but did not change with the brass rods length. The heat transfer coefficient of the solution increases with increasing concentration since the heat transfer coefficient for salt solutions is higher than that of the pure water. Therefore, the heat transfer coefficient increased because of the lower vapor film thickness and the heat flux also increased with the concentration. 2004, 82 Pages Keywords: Heat transfer, film boiling, pool boiling, vertical cylinder, solutions 11