BORU İÇİNE YERLEŞTİRİLEN KONİK TÜRBÜLATÖR SAYISININ NÜMERİK OPTİMİZASYONU

verimlerini arttırmaya yönelik araştırmalar yapılmıştır. Bu kapsamda duman borularına konik geometriye sahip türbülatörler yerleştirilerek ısı transferine olan etkileri nümerik olarak incelenmiştir. Farklı sayılarda ve sonsuz sayıda olmak üzere toplamda 7 adet geometri oluşturulmuş ve boş boru ile birlikte toplam 8 geometri için hesaplamalar yapılmıştır. Bu hesaplamalar ile her bir geometrideki ısı transferleri ve basınç kayıpları belirlenmiştir. Bu sonuçlara göre çıkış sıcaklıkları, Nusselt sayıları, basınç kayıpları ve sürtünme faktörleri Reynolds sayılarına bağlı olarak tespit edilmiş ve her bir durum için sonuçlar değerlendirilmiştir. Bunun yanında sıcaklık ve akım fonksiyonu dağılımlarının türbülatör sayılarına göre nasıl bir değişim gösterdiği irdelenmiş ve optimum türbülatör sayısı belirlenmeye çalışılmıştır. Kullanılan türbülatör sayısı arttıkça ısı transferi artmaktadır. Ancak ısı transferi artışı türbülatör sayısı artışına orantılı gerçekleşmemektedir. Sonuç olarak en iyi ısı transferinin on üç türbülatör kullanılması durumunda olduğu ancak türbülatör sayısı arttıkça basınç kayıplarının da arttığı görülmüştür.

Anahtar Kelimeler:

Kazanlar, Türbülatör, Nümerik Modelleme, Isı Transferi, Reynolds Sayısı

PDF

___

1. Sungur, B., Özdoğan, M., Topaloğlu, B. ve Namlı, L., (2017). Küresel Enerji Tüketimi Bağlamında Mikro Kojenerasyon Sistemlerinin Teknik ve Ekonomik Değerlendirilmesi. Mühendis ve Makina, 58(686), ss:1-20.
2. Akansu, S.O., (2006). Heat Transfer and Pressure Drops for Porous-ring Turbulators in a Circular Pipe. Applied Energy, vol:83, pp:280-298.
3. Yıldız, C. ve Çakmak, G., (2003). Boru Girisinde Düzgün Sıralı Enjektörlü Türbülans Üretici Bulunan Isı Degistiricilerinde Isı Geçisinin ve Basınç Düsümünün İncelenmesi. Termodinamik Dergisi, 43(514), ss. 32-37.
4. Lozza, G. and Merlo, U., (2001). An Experimental Investigation of Heat Transfer and Frictio Losses of Interrupted and Wavy Fins for Fin-And-Tube Heat Exchangers, International Journal of Refrigeration, vol:24, pp:409-416.
5. Yakut, K. and Sahin, B., (2004). The Effects of Vortex Characteristics on Performance of Coiled Wire Turbulators Used for Heat Transfer Augmentation, Applied Thermal Engineering, vol:24, pp:2427–2438.
6. Karwaa, R., Maheshwarib, B.K., and Karwa, N., (2005). Experimental Study of Heat Transfer Enhancement in an Asymmetrically Heated Rectangular Duct with Perforated Baffles, International Communications in Heat and Mass Transfer, vol:32, pp:275–284.
7. Kurtbaş, İ. Gülçimen, F. ve Durmuş, A., (2004). Değişik Tip Kanatçıklar Kullanarak Sabit Isı Akısına Sahip Bir Isı Değiştiricisinin Etkenliğini Artırma, Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, 24(2), pp:117-125.
8. Muthusamy, C., Vivar, M., Skryabin, I., and Srithar, K., (2013). Effect of Conical Cut-Out Turbulators with Internal Fins in a Circular Tube on Heat Transfer And Friction Factor, International Communications in Heat and Mass Transfer, vol:44, pp:64-68.
9. Karakaya, H. and Durmuş, A., (2013). Heat Transfer and Exergy Loss in Conical Spring Turbulators, International Journal of Heat and Mass Transfer, vol:60, pp:756-762.
10. Kahraman, N., Sekmen, U., Çeper, B. ve Akansu, S.O., (2008). Boru İçi Akışlarda Türbülatörlerin Isı Transferine Olan Etkisinin Sayısal İncelenmesi, Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, 28(2), pp:51-59.
11. Arguhan, Z. ve Yıldız, C., (2006). Dikdörtgen Delikli Türbülatörlerde Delik Sayısının Isı Geçişine ve Basınç Düşüşüne Etkisi, Fırat Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 18(2), pp:243-247.
12. Ilbas, M., Yılmaz, İ., Veziroglu, T.N., and Kaplan, Y., (2005). Hydrogen as Burner Fuel: Modeling of Hydrogen-Hydrocarbon Composite Fuel Combustion and NOx Formation in a Small Burner, International Journal of Energy Research, vol:29, pp:973-990.
13. FLUENT, (2006). Fluent User’s Guide, Fluent Incorporated, Lebanon, NH.
14. Launder, B.E. and Spalding, D.B., (1972). Lectures in Mathematical Models of Turbulence, Academic Press, London, 50-150.