Günümüzde artan enerji ihtiyacı, enerji kaynaklarının azalması gibi faktörlerden dolayı elde olan ve henüz tasarım aşamasındaki enerji aktarım sistemlerinin daha verimli olmasını zorunlu kılmıştır. Ayrıca gelişen teknoloji ile beraber bu cihazların daha az yer kaplaması da hedeflenmektedir. Enerjinin daha verimli kullanıldığı sistemlerde, enerji kayıplarının azalması sayesinde sistemdeki enerji ile daha çok iş yapılabilmesi mümkündür. Endüstrinin birçok alanında kullanılan ısı enerjisini bir akışkandan diğer akışkana aktaran sistemler ısı değiştiricisi olarak adlandırılır. Gelişen teknoloji, artan enerji tasarrufu ihtiyacı ve alan sıkıntısı gibi sebeplerden dolayı ısı değiştiricilerinin daha kompakt ve ısı transferi oranının daha yüksek olması için geliştirilmesine yönelik çalışmalara hız kazandırılmıştır. Literatür incelendiğinde, ısı değiştiricilerinde hem alandan tasarruf etmek hem de daha yüksek taşınım ile ısı transferi elde etmek için çeşitli metotlar üzerinde çalışılmıştır. Mevcut çalışmada, pasif ısı transferini iyileştirme yöntemlerinden birisi olan boru/kanal içerisine farklı geometrilerde kare kesitli tel bobinler yerleştirilerek ısı transferine ve akışa olan etkiler incelenmiştir. Çalışma kapsamında, tel bobinin boyutsuz adım oranı (p/di) değişiminin etkisinin Reynolds sayısına bağlı olarak Nusselt sayısı, basınç kaybı ve termo-hidrolik performans faktörü üzerindeki etkiler HAD (ANSYS FLUENT) ile irdelenmiştir. Sonuç olarak, en düşük adım oranına sahip (p/di=0.5) kare kesitli tel bobin yerleştirilen analiz sonucunda, Reynolds 80000 türbülanslı akışında, Nusselt sayısında düz boruya kıyasla 42.2% iyileşme kaydedilmiştir. En az basınç kaybı yaratan kare kesitli tel bobin ise, adım oranı en yüksek olan (p/di=0.8) konfigürasyon olduğu görülmüştür ve analizlerde düz boruya kıyasla Reynolds 50000 akışında, 834% kayıpların arttığı sonucuna ulaşılmıştır. Termo-hidrolik performansın en yüksek olduğu sonuç ise adım oranı 0.8 olan kare kesitli tel bobin yerleştirilen analizde 0.61 olarak hesaplanmıştır. (Bu çalışma, ilk yazara ait olan yüksek lisans tezinden türetilmiştir. ORCHID NO: 0009-0008-7121-5259)
Anahtar Kelimeler: kare kesit, tel bobin, ısı transferi, HAD
|
