Değişik tip kanatcıklar kullanarak sabit ısı akısına sahip bir ısı değiştiricisinin etkenliğini artırma

Increasing the efficiency of a heat exchanger having constant heat flux using different type fins

Özet

Bu çalışmada; 62 mm genişliğinde 1200 mm uzunluğunda ebatlara sahip galvanizli sac üzerine değişik çap ve aralıklarda kesilen kanatlara farklı açılar verilerek akım ortamına yerleştirilmiştir. Bu türbülatörler sabit ısı akısı uygulanan bir bakır boru içerisine yerleştirilerek ısı geçişi ve basınç kaybı üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Çalışma akışkanı olarak hava seçilmiştir. Altı farklı kütlesel debide, Reynolds sayısının 10000 ila 40000 aralığında deneyler yapılmıştır. Deneyler sonucunda; kanatların boru eksenine yapmış olduğu açı arttıkça ısı geçişi ve basınç kaybının arttığı, kanatlar arası mesafe arttıkça ısı geçişi ve basınç kaybının azaldığı gözlenmiştir. Tasarlanan türbülatörlerin ısı geçişini boş boruya göre yaklaşık 3 kat, sürtünme katsayısını ise 4.6 kat artırmıştır. Deneyler sonunda elde edilen veriler kullanılarak Reynolds sayısı, kanat çapı, kanatlar arası mesafe ve kanat açısına bağlı olarak Nusselt sayısı ve sürtünme katsayısı için geçerli bağıntılar türetilmiştir.

Abstract

In this study, galvanized plates with dimensions of 62x1200 mm, on which cut fins in different diameter and distance, were placed in the flow area. The effect of these turbulators on the heat transfer and pressure drop was investigated by placing in a copper pipe having constant heat flux. Air was used as a working fluid. The experiments were performed for six different mass flow rates, Reynolds number changed between 10000 and 40000. In the results of the experiments, it was seen that heat transfer and pressure drop increased, when angle of fins increased and heat transfer and pressure drop decreased, when distance between fins increased. The designed turbulators increased heat transfer by 3-fold and friction coefficient by 4.6-fold approximately according to the empty pipe. Empirical correlations for Nusselt number and friction coefficient were derived depending on Reynolds number, interfins distance and fins angles.