Farklı boylarda sarmal şerit yerleştirilmiş eğimli boru içi akışta ısıl ve hidrodinamik performansının deneysel incelenmesi

Bu deneysel çalışma kapsamında, 30º eğimli bir boruda ısıl olarak gelişmekte olan akış için, farklı boylarda sarmal şerit kullanımının ısıl ve hidrodinamik performansa etkisi incelenmiştir. Deneyler Reynolds sayısı aralığı 500-5000, Prandtl sayısı aralığı 5-7 olacak şekilde, hatve oranı 3 ve uzunlukları 1 m (uzun) ve 0.5 m (kısa) sarmal şeritler kullanılarak yapılmıştır. Uzun sarmal şerit (USŞ) ve kısa sarmal şerit (KSŞ) kullanılan deneylerde elde edilen ısı taşınım katsayısı ve basınç kaybına bağlı Nusselt sayıları ve sürtünme faktörleri tespit edilip içi boş boruda elde edilen sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Nusselt sayısının sürtünme faktörüne oranı şeklinde tanımlanan performans iyileştirme faktörü, USŞ için 0.8–2.0, KSŞ için 1.1–1.5 aralığında tespit edilmiştir. Buna ek olarak Nusselt sayısı ve sürtünme faktörü için deneysel bağıntılar geliştirilmiştir. Nusselt sayısı için geliştirilen bağıntı deney verilerini %14.6 sapma ile tahmin ederken, sürtünme faktörü için bu değer %11.9 olmuştur.

Anahtar Kelimeler:

Sarmal şerit, ısı taşınım katsayısı, sürtünme faktörü.

PDF

___

Bergles A.E., The imperative to enhance heat transfer, Heat transfer enhancement of heat exchangers, Ed: Kakaç S., Bergles A.E., Mayinger F., Yüncü H., Kluwer Academic Publisher, London, 13-29, 1999.
Manglik R.M. ve Bergles A.E., Heat transfer and pressure drop correlations for twisted-tape inserts in isothermal tubes: part l-laminar flows, Journal Heat Transfer, 115 (4), 881-889, 1993.
Manglik R.M. ve Bergles A.E., Heat transfer and pressure drop correlations for twisted-tape inserts in isothermal tubes: part ll-transition and turbulent flows, Journal Heat Transfer, 115 (4), 890-896, 1993.
Jaisankar S., Radhakrishnan T.K., ve Sheeba K.N., Experimental studies on heat transfer and friction factor characteristics of forced circulation solar water heater system fitted with left-right twisted tapes, Solar Energy, 9 (3), 1943-1952, 2009.
Eiamsa-ard S., Thianpong C. ve Promvonge P., Experimental investigation of heat transfer and flow friction in a circular tube fitted with regularly spaced twisted tape elements , Int. Comm. in Heat and Mass Transfer, 33 (10), 1225-1233, 2006.
Chang S.W., Yu K. ve Lu M.H., Heat transfers in tubes fitted with single, twin , and triple twisted tapes, Experimental Heat Transfer, 18 (4), 279-294, 2005.
Piriyarungrod N., Eiamsa-ard S., Thianpong C., Pimsarn M., ve Nanan K., Heat transfer enhancement by tapered twisted tape inserts, Chem. Eng. Processing: Process Intensification, 96, 62-71, 2015.
Eiamsa-ard S. ve Promvonge P., Enhancement of heat transfer in a tube with regularly-spaced helical tape swirl generators, Solar Energy, 78 (4), 483-494, 2005.
Eiamsa-ard S., Thianpong C., Eiamsa-ard P. ve Promvonge P., Convective heat transfer in a circular tube with short-length twisted tape insert, Int. Comm. in Heat and Mass Transfer, (36) 4, 365-371, 2009.
Yadav R.J. ve Padalkar A.S., CFD analysis of fully decaying, partially decaying and partly swirl flow in round tubes with short length twisted tapes, J. Energy Technologies and Policy, 3 (1), 40-53, 2013.
Eiamsa-ard S., Seemawute P. ve Wongcharee K., Influences of peripherally-cut twisted tape insert on heat transfer and thermal performance characteristics in laminar and turbulent tube flows, Exp. Therm. Fluid and Sci., 34 (6), 711-719, 2010.
Wongcharee K. ve Eiamsa-ard S., Friction and heat transfer characteristics of laminar swirl flow through the round tubes inserted with alternate clockwise and counter-clockwise twisted-tapes , Int. Comm. in Heat and Mass Transfer, 38 (3), 348-352, 2011.
Sharma K.V, Sundar L.S. ve Sarma P.K., Estimation of heat transfer coefficient and friction factor in the transition flow with low volume concentration of Al2O3 nanofluid flowing in a circular tube and with twisted tape insert, Int. Comm. in Heat and Mass Transfer, 36 (5), 503-507, 2009.
Syam Sundar L., Ravi Kumar N.T., Naik M.T. ve Sharma K.V., Effect of full length twisted tape inserts on heat transfer and friction factor enhancement with Fe3O4 magnetic nanofluid inside a plain tube: An experimental study, Int. J. Heat and Mass Transfer, 55 (11-12), 2761-2768, 2012.
Chang S.W., Yang T.L. ve Liou J.S., Heat transfer and pressure drop in tube with broken twisted tape insert, Exp. Therm. and Fluid Sci., 32 (2), 489-501, 2007.
Nanan K., Thianpong C., Promvonge P. ve Eiamsa-ard S., Investigation of heat transfer enhancement by perforated helical twisted-tapes, Int. Comm. in Heat and Mass Transfer, 52, 106-112, 2014.
Jaisankar S., Radhakrishnan T.K., Sheeba K.N. ve Suresh S., Experimental investigation of heat transfer and friction factor characteristics of thermosyphon solar water heater system fitted with spacer at the trailing edge of left-right twisted tapes, Energy Conversion and Management, 50 (10), 2638-2649, 2009.
Eiamsa-ard S. ve Promvonge P., Performance assessment in a heat exchanger tube with alternate clockwise and counter-clockwise twisted-tape inserts, Int. J. in Heat and Mass Transfer, 53 (7-8), 1364-1372, 2010.
Gnielinski V., Heat Transfer in Pipe Flow, VDI Heat Atlas, Ed: Springer Verlag, London, 701-711 , 2010.
Kline S.J., McClintock F.A., Describing uncertainties in single sample experiments, Mech. Eng. 75 (1), 3–8, 1953.