Isı borusu kullanılan türbülatörlerin ısı transferlerine olan etkisinin deneysel analizi

Günümüzde kullanılan sistemler, enerjiyi daha verimli kullanmak için ısı transfer uygulamalarını kullanır. Isı eşanjörü, ısıyı bir sıvıdan diğerine aktarmak için kullanılan bir cihazdır. Isı eşanjörü genellikle soğutma, ısıtma, enerji santrallerinde ve kimya endüstrisinde kullanılır. Isı değiştiriciler, ısı değiştirici tipine göre direkt temaslı ve direkt olmayan temaslı olmak üzere iki kısımda ele alınmaktadır. Doğrudan sıvı teması olan bir ısı eşanjöründe farklı sıcaklıklarda bulunan akışkanların veya herhangi bir akışkan ve katı malzemeleri doğrudan karıştırır veya temas ettirir. Böyle bir ısı eşanjörüne iyi bir örnek, genellikle endüstriyel prosesler tarafından üretilen ısıyı uzaklaştırmak için kullanılan bir soğutma kulesidir. Doğrudan sıvı teması olmayan bir ısı eşanjöründe ise sıcak akışkan önce iki akışkanı ayıran bir yüzeye veya kütleye yönlendirilir. Bu ısı, bu yüzeylerden veya kütlelerden soğuk akışkana aktarılır. Yapılan bu çalışma bakır boru içerisinde ısı transferini arttırmak amacıyla, boru içerisinde mil kullanılması amaçlanmıştır. Bakır boru ve ısı borusu tabakalarından yapılan türbülatörler sayesinde ısı transferinin arttırılması sağlanmıştır. Deney sonuçlarına göre, bakır ve ısı borusu ile imal edilen türbülatörlerin etkisi incelenmiştir. 16 farklı hava akış hızlarında ölçülen sistemin giriş-çıkış sıcaklıkları grafiksel olarak gösterilmektedir. Bu farklı hava hızlarında ölçüm yapılmış olup paralel yönde akış sergileyen türbülatörlü ısı borusunun sıcaklık farkının yüksek olduğu gözlemlenmiştir. Türbülatör kullanılması sıcaklık farkını etkilemiştir. Paralel akışlı türbülatörlü düz boru kullanıldığı durumda sıcaklık farkının en düşük olduğu, zıt akışlı türbülatörlü düz boru kullanıldığı durumda hava hızı 3,1 m/s’den sonra farkta azalmalar gözlenmektedir. Türbülatörsüz boru için değerlere bakıldığında randımansız değişmeler gerçekleşmiş olup hava hızının en üst değerde 1,7 m/s olduğu sıcaklık farkında artış gözlenmektedir. Türbülatörsüz boş boru ile karşılaştırıldığında zıt akışlı türbülatörlü ısı borusu kullanılması durumunda 0,8 m/s hızında %129 oranında, paralel akışlı türbülatörlü ısı borusu kullanılması durumunda aynı hava hızında %62 oranında sıcaklık farkı artışı olduğu hesaplanmıştır. Hava hızı 4,0 m/s olduğu durumda sıcaklık farkındaki verim zıt akışlı türbülatörlü ısı borusunda %170 oranında artış gözlenmiştir. Deney sonuçlarına göre bakırdan imal edilen türbülatörlerin ısıl verimleri, reynolds, basınç, ısı transfer değerleri çizilmiştir.