Spiral Mini Kanalda İki Fazlı Akışın İncelenmesi ve Yeni Bir Spiral Mini Kanallı Disk Evaporatörün Tasarımı

Abstract

Mühendislik uygulamaları içerisinde özellikle sogutma sistemlerinin gelismesine baglı olarak mini kanallarda ısı transferi ve iki fazlı akıs incelemeleri büyük oranda güncelligini korumaktadır. Mini kanallarda iki fazlı akısın kontrolü optimum sartlarda ve boyutlarda daha etkin bir sistemin tasarlanması için büyük bir öneme sahiptir. Tek ve iki fazlı akıslarda ısı transferinin iyilestirilmesi aktif ve pasif olmak üzere iki yöntem ile saglanmaktadır. Bu çalısmada kanal geometrileri spiral mini kanal, periyodik olarak daralan ? genisleyen dikdörtgen bir mini kanalda ve konveks mini kanalda kaynama davranısları incelenmistir. Ayrıca çift geçisli bir Spiral Mini Kanallı Disk(SMKD) evaporatör olusturulmustur. Mini kanal çalısmalarında sogutucu akıskan olarak R-134a ve R-1234yf sogutucu gazları kullanılmaktadır. Farklı kütle debilerinde (G=100, 200, 300 ve 400 kg/m2s) farklı açılarda, yatay ve dikey pozisyonların etkileri kanallar özelinde incelenmistir. Sistemde, çıkıs kuruluk derecesi (x=0-1) ve ısı akısı (0-450 kW/m2) aralıgında deneyler gerçeklestirilmistir. Sistemde çalısma basınçları 3, 3.5 ve 4 bar olarak belirlenmistir. Deneyler sırasında sıcaklık ve basınç ölçümleri ile es zamanlı olarak akıs kaynaması rejimleri yüksek hızlı kamera ile görsellestirilmistir. Spiral mini kanallı Disk Evaporatör çift geçisli ve 1,2 ve 3 girisli olarak tasarlanmıstır. Deneysel sonuçlarda, kaynama egrileri, akıs rejimi görsellestirme ve kararsızlıklar gerçeklestirilmistir. Ayrıca spiral mini kanalda basın düsümü karakteristigi (S-N Egrisi), görüntü isleme ile Void Fraction hesabı ve akıs rejim haritalandırması yapılmıstır. Deneysel sonuçlara göre, spiral mini kanalda P/W oranı arttıkça ısı tasınım katsayısını arttıgı elde edilmistir. Bu durum spiral boyu az olan kanalın uzun olan kanala göre daha yüksek ısı tasınımına sahip oldugunu açıklamaktadır. Basınç farkı incelendiginde ise P/W oranı azaldıkça spiral boyunun artmasından dolayı basınç farkı artmaktadır. Spiral mini kanalda haritalandırma çalısmasına göre geçis akısı (Intermittent ) en büyük alana sahiptir. Daralan ? genisleyen mini kanalda maksimum ısı transfer yüzey alanında minimum direnç boyunun etkin oldugu, yüksek sogutucu akıskan debilerinde ısı tasınım katsayısının yüksek ancak çıkıs kuruluk derecesinin düsük oldugu görülmüstür