Türbülatörlerin iki fazlı akış kararsızlıklarına etkisinin incelenmesi


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2012

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: GÖKHAN ÖMEROĞLU

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Ömer ÇOMAKLI

Eş Danışman: Şendoğan KARAGÖZ

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

İki fazlı akışlar, soğutma sistemleri, buhar üreteçleri, nükleer reaktörler, rafineriler gibi endüstriyel işletmelerin bir parçası olduğu gibi yağmur damlalarının bulutlar içerisinde oluşmasından, suyun buz oluşumunda gösterdiği davranışa kadar birçok alanda yer almaktadır. İki fazlı akışların ısı transfer katsayısının tek fazlı akışlara göre daha yüksek olması ve yüksek ısı akısı gerektiren uygulamaların endüstrideki varlığı nedeniyle zaman içerisinde önemi gittikçe artmıştır.Bu çalışmada iş yapan akışkanı su, test kısmı yatay bir boru olan zorlanmış konveksiyonlu kaynamalı deney düzeneği kurularak iki fazlı akışların dinamik kararsızlıklarına ısı transfer iyileştirmesinin etkileri incelenmiştir. Bu osilasyonlar üzerine aşırı soğutma miktarının, akışkan giriş debisinin ve boru içerisine yerleştirilen farklı ısı transfer iyileştirme elemanlarının yaptıkları etkiler sabit ısıl güç ve çıkış kısıtlayıcısı şartlarında araştırılmıştır. Beş farklı ısı transfer yüzey konfigürasyonu kullanılmıştır.Yapılan çalışmaların sonucunda yoğunluk değişim tipi osilasyonların periyot ve genliklerinin basınç düşümü tipi osilasyonların periyot ve genliklerinden daha düşük olduğu görülmüştür. Sisteme verilen ısıl güç artıkça karakteristik eğride minimum noktanın sağa doğru kaydığı ve iki fazlı bölgede belirli bir kütlesel debi değerinde ısıl güç artıkça basınç düşümünün arttığı görülmüştür. Akışkan giriş sıcaklığındaki azalmayla yani aşırı soğutma seviyesinin artmasıyla kaynamanın başladığı noktanın daha düşük kütlesel debilere doğru kaydığı ve iki fazlı bölgede belirli bir kütlesel debi değerinde giriş sıcaklığı arttıkça basınç düşümünün arttığı gözlemlenmiştir. İki fazlı bölgede en yüksek basınç düşümü iç yay içeren Boru-2 (yay adımı:5mm) ve Boru-3 (yay adımı:10mm) borusunda, en düşük basınç düşümü ise Boru-1'de meydana gelmiştir. İç yay içeren borularda ise adımı düşük olan Boru-2 borusu adımı yüksek olan Boru-3 borusundan daha yüksek basınç düşümü oluşturmuştur.