Minikanallarda Doymuş Kaynamalı Akış Karakteristiklerinin Deneysel İncelenmesi

An Experimental Investigation of Saturated Flow Boiling Characteristics in Minichannels

Özet

Bu deneysel çalışmada, 1,2 mm hidrolik çapa sahip (kanal genişliği: 1,8 mm, kanal yüksekliği: 0,9 mm) tek dikdörtgensel kesitli bir minikanalda doymuş kaynamalı akış karakteristikleri incelenmiştir. İş akışkanı olarak deiyonize su kullanılmıştır. Akışkan giriş sıcaklığı 86 ± 2 °C’de sabit tutularak farklı kütle akısı (100, 200 ve 300 kg/m2s) ve ısıl güç (89,8; 119,8; 149,9; 179,9 ve 210,1 W) değerlerinde çalışılmıştır. Kütle akısı, ısı akısı ve kuruluk derecesinin yerel iki faz ısı transfer katsayısı ve toplam basınç düşümü üzerindeki etkileri incelenmiştir. Yüksek hızlı kamera aracılığıyla akış görüntüleri elde edilmiş ve fiziksel mekanizma analiz edilmiştir. Genel karakter olarak, iki faz ısı transfer katsayısının artan ısı akısı, kuruluk derecesi ve kütle akısı ile arttığı; benzer şekilde, toplam basınç düşümünün de artan ısı akısı, çıkış kuruluk derecesi ve kütle akısı ile arttığı belirlenmiştir.

Abstract

In this experimental study, saturated flow boiling characteristics are investigated in a single rectangular minichannel with hydraulic diameter of 1,2 mm (channel width: 1,8 mm, channel height: 0,9 mm). Deionized water is used as the working fluid. Inlet temperature of the fluid is kept constant at 86 ± 2 °C, while experiments are conducted under different mass fluxes (100, 200 ve 300 kg/m2s) and heating powers (89,8; 119,8; 149,9; 179,9 ve 210,1 W). The effects of the mass flux, heat flux and vapor quality on the local two phase heat transfer coefficient and total pressure drop are investigated. Flow images are obtained via high speed camera, and the physical mechanism is analyzed. It is concluded that, in general manner, two phase heat transfer coefficient increases with increasing heat flux, vapor quality and mass flux, and similarly, total pressure drop increases with increasing heat flux, exit vapor quality and mass flux.