SİLİNDİRİK BORU İÇERİSİNE YERLEŞTİRİLEN YARIM ÇEMBER ŞEKİLLİ TÜRBÜLATÖRLERİN ISI TRANSFERİ VE BASINÇ KAYBINA ETKİSİNİN İNCELENMESİ

Abstract

Bu çalışmada, eş eksenli bir ısı değiştiricisinin iç borusuna yerleştirilen dairesel şerit şeklindeki türbülatörlerin ısı transferi ve basınç kaybına olan etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Deneysel çalışmada; türbülatörlerin arasındaki mesafe, kalınlık, çap ve yerleşim düzenleri tasarım parametreleri olarak kullanılmıştır. Deneylerde Reynolds sayısı ise 19000-76800 arasında seçilmiştir. Deneysel çalışmanın gerçekleştirilebilmesi için Taguchi Deneysel Tasarım yöntemi kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlarla türbülatörlerin ısı transferine ve basınç kaybına olan etkileri ile etkinlik, entropi, boyutsuz ekserji ve NTU değerleri de hesaplanmıştır. Bu analizlere ek olarak, tasarım parametrelerinin ısı transferi ve basınç düşüşü üzerindeki yüzde etkilerini belirleyebilmek adına ANOVA (Analysis of Variance) kullanılmıştır. Ayrıca Taguchi yöntemi ile optimum tasarım parametreleri hem ısı transferi sayısı hem de basınç kaybı için ayrı ayrı elde edilmiştir. Son olarak Gri İlişkisel Analiz yöntemi kullanılarak parametrelerin hem ısı transferi ve basınç kaybı üzerindeki etkileri birlikte dikkate alınarak çoklu performans karakteristikleri belirlenmiştir. Elde edilen değerler kullanılarak deneysel bağıntılar geliştirilmiştir.

In this study, the effects of turbulent circular turbulators placed in the inner tube of a coaxial heat exchanger on heat transfer and pressure loss were investigated experimentally. In the experimental study; distance between the turbulators, thickness, diameter and layouts are used as design parameters. Reynolds number was used between 19000-76800 in the experiments. The Taguchi Experimental Design method is used to perform the experimental work. The effects of turbulators on heat transfer and pressure loss and efficiency, entropy, dimensionless exergy and NTU values were also calculated by the obtained results. In addition to these analyzes, ANOVA (Analysis of Variance) was used to determine the percentage influences of design parameters on heat transfer and pressure drop. In addition, optimum design parameters with Taguchi method are obtained separately for both heat transfer rate and pressure loss. Finally, by using the Gray Relational Analysis method, multiple performance characteristics were determined taking into consideration both parameters of heat transfer and the effects on pressure loss. Experimental relations were developed using the obtained values.