Düz tüp içerisinde burulmuş şerit kullanarak ısı geçişinin iyileştirilmesi

Abstract

Tüp içerisinde ilave parça kullanımı, hidrolik kayıp zafiyeti pahasına taşınım ısı geçişi katsayısını arttırmak için kullanılan tekniklerden biridir. İlave parça geometrisinin ve akış koşullarının güçlü bir işlevi olan bu müşterek etki, toplam sistem performansını iyileştirmek için ayrıntılı şekilde analiz edilmelidir. Bu çalışma, ısıtma/soğutma elemanı kompaktlığının önemli olduğu soğutma uygulamalarında sıkça kullanılan düz tüpe (13 mm çaplı ve 1200 mm uzunluğunda) burulmuş şerit ilavesi akabinde termo-hidrolik özelliklerinin analizi için sayısal bir araştırma sunmaktadır. Burma oranının termo-hidrolik performans üzerindeki etkisi, soğutma uygulamalarının genelinin çalıştığı 5.025−14.871 Reynolds sayısı aralığında incelenmiştir. Benzetim sonuçlarının doğrulanması deneye dayalı Dittus-Boelter denklemi ile karşılaştırılmış (düz tüp için) ve iyi bir uyum elde edilmiştir. Sonuçlar, 6−9 arası burma oranındaki değişimin belirtilen çalışma koşullarında düz tüpe göre sürtünme faktörünü ve Nusselt sayısını sırasıyla %197−245, %180−220, %163−189 ve %156−179 ve %32−54, %28−46, %28−33 ve %28−33 arttırdığını göstermektedir. Hidrodinamik kuvvetlere karşı ısı geçiş miktarının artırılmasının ölçütü olan performans değerlendirme ölçütü, burma oranı artışına bağlı olarak 0.90−1.02, 0.89−1.00, 0.91−0.96 ve 0.92−0.96 arasında değişmiştir. Performans değerlendirme ölçütündeki maksimum artış, en düşük Reynolds sayısı ve burma oranında elde edilmiştir. Performans değerlendirme ölçütü Reynolds sayısının artışıyla azalmakta ancak burma oranı arttırılarak yükseltilebilmektedir.