R600a soğutkanlı soğutma devrelerinde kılcal boru akış karakteristiklerinin deneysel incelenmesi
Experimental investigation of capillary tube flow characteristics using refrigerant R600a
Yazar: ÖZGÜR BİLGİÇ
Danışman: PROF. DR. HASAN HEPERKAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Soğutma sistemlerinde kullanılan soğutkanların ozon tabakasına verdikleri zararların veyarattıkları küresel ısınma etkisinin büyüklüğü, özellikle son yıllarda yapılan bilimselaraştırmalarda ortaya konmaktadır. İnsanlığın geleceği için, uluslararası çapta çözümplatformları toplanmakta, dünya genelinde çevreci soğutkanlara geçilmesi doğrultusundaaraştırma çalışmaları yapılmaktadır. Yapılan çalışmalarda, klor içeren halojenleştirilmişhidrokarbonlar (CFC) ve Montreal Protokolü sonrasında kullanımı yaygınlaştırılan klorsuztam halojenleştirilmemiş hidrokarbon soğutkanların (HFC) terk edilerek hidrokarbon esaslısoğutkanlara (HC) geçilmesi eğilimi önem kazanmaktadır. Çevreci hassasiyetin yanındatermodinamik verim ve uygulanabilirlik konularında değerlendirmeler yapılmakta, alternatifsoğutkanlar bu kriterlerde mukayese edilmektedirler. Mukayeseler sonucunda hidrokarbonesaslı R600a (izobütan) soğutkanı tüm açılardan kaliteli bir alternatif olarak görülmektedir.Alternatif soğutkanlara geçiş sürecinde, sistem bileşenlerinin yeniden boyutlandırılması vearzulanan mekanik, ısıl özelliklerin elde edilmesi büyük önem taşımaktadır. Bu çalışma,soğutma sistemlerinde basınç düşürücü eleman olarak görev yapan kılcal borunun R600asoğutkanlı sistemlerdeki akış karakteristiklerinin incelenmesini amaçlamaktadır. Fizikselyapısındaki basitliğe karşın akış ve faz değişimi süreçleri oldukça karmaşık gerçekleşen kılcalborunun, soğutma sistemi çevrim şartları olan yoğuşturucu basıncı ve aşırı soğuma miktarı ileboyutsal özellikleri olan iç çap ve boya bağlı kütlesel debi değişimi, deneysel olarakbelirlenmiştir.Kılcal borudan geçen kütlesel debiyi etkileyen değişkenler, Buckingham Ï teoremikullanılarak boyutsuzlaştırılmıştır. Elde edilen boyutsuz değişkenler arasında, kütlesel debi ilearalarındaki deneysel bağımlılığın genelleştirilmesi amacıyla, doğrusal en küçük karelerregresyon algoritması kullanılarak bir ampirik korelasyon modeli üretilmiştir.Anahtar kelimeler: Kılcal boru, soğutma sistemi, yoğuşma, buharlaşma, aşırı soğuma,deneysel çalışma, regresyon analizi, korelasyonix

Abstract:
The importance of global warning and ozone depletion caused by refrigerants is definitelybrought up by scientific investigations in the last decade. For a future on a healthy world,international commissions concentrate on research activities for replacement of CFC and HFCtype refrigerants with kinds of nature friendly refrigerants. Afterwards, tendency of usinghydrocarbon (HC) type refrigerants get importance in that field. Beyond the environmentalsensitivities, thermodynamical efficiency and product costs are considered in order to selectalternative refrigerants. Intensive comparisons denotes, hydrocarbon type refrigerant R600a(isobutane) can take the place of conventional refrigerants in all aspects adequately.Redesign of refrigeration cycle components, ensuring desired mechanical and thermalcharacteristic properties, is vital. In this way this study aims to investigate the flowcharacteristics of a refrigeration depressurization component, capillary tube, in refrigerationcircuits using R600a. The capillary tubes phase change and fluid flow characteristics, whichare really complex unlike its simplicity, are designated experimentally related to itsdimensional and cycling properties. The mass flow rate through different capillary tubes wasmeasured for various condensing temperatures and degrees of subcooling at the inlet of eachcapillary tube.The variables affecting refrigerant mass flow rate are defined as dimensionless parameters byusing Buckingham Ï theorem. Moreover, between the defined dimensionless parameters, anempirical correlation was developed with using little squares lineer regression algorithm.Keywords: capillary tube, refrigeration system, condensation, evaporation, subcooling,experimental study, regression analysis, correlation.x