Soğutucularda kondenser performansının iyileştirilmesi

Bu doktora tez çalısmasında, serbest tasınım sartlarında yatay borudan ısı geçisi deneysel ve sayısal olarak, aynı borudan es zamanlı ısı ve kütle geçisi ise deneysel olarak incelenmistir. Tez çalısması sekiz ana bölümden olusmaktadır. Birinci bölümde çalısmaya baslama nedenleri ve ulasılmak istenen sonuçlar genel olarak açıklanarak konuya giris yapılmıstır. ?kinci bölümde konu ile ilgili önceki arastırmacıların yayınları değerlendirilmistir. Üçüncü bölümde tez konusu kapsamındaki temel kavramlara değinilerek kullanılan hesap yöntemi açıklanmıstır. Hava su buharı karısımının ideal bir gaz karısımı olduğu ve boru etrafındaki akısı olusturan potansiyelin sıcaklık ve derisikliğe bağlı yoğunluk farkından meydana geldiği esas alınarak bir hesap tablosu olusturulmustur. Dördüncü bölümdeki sayısal çalısmada; kütle geçisinin bulunmadığı serbest tasınım sartlarında ısı geçisi için çözüm yapılmıstır. Sayısal olarak elde edilen ısı geçis miktarları, Nusselt sayıları ve yüzeydeki ısı tasınım katsayıları deneylerden bulunanlarla karsılastırılmıs ve ortalama sapma değerleri hesaplanmıstır. Sayısal Nu sayıları kullanılarak Nu=c.Ran formunda korelasyon olusturulmus ve önceki arastırmacılar tarafından önerilen korelasyonlarla karsılastırılmıstır. Sonuçların literatürle uyumlu olduğu görülmüstür. Sayısal çalısmalar için Fluent 6.0 CFD programı kullanılmıstır. Ayrıca bu bölümde serbest tasınımda kritik kaplama (ısı yalıtım) kalınlığı incelenmis ve kritik çapın, ısı tasınım katsayısının değisiminin dikkate alınarak belirlenmesi gerektiği sonucuna varılmıstır. Besinci bölümde; Arçelik A.S'nin Arastırma ve Gelistirme Merkezindeki sartlandırılmıs hassas odada gerçeklestirilmis deneysel çalısmalar açıklanmıstır. Deneysel çalısmalar, üç ana kısımdan olusmaktadır. Birinci kısımda; serbest tasınım sartlarında ve sabit dıs ortam sıcaklığında, çapı kritik çaptan küçük olan iki farklı çaptaki yatay boru için verilen elektriksel enerjiler ölçülerek ısı tasınım katsayıları belirlenmistir. Deneyler farklı dıs ortam sıcaklıklarında (10-20-30-40-50 0C) yüzey sıcaklıkları (20-30-40-50-60 0C) değistirilerek tekrarlanmıstır. ?kinci kısımda; boru yüzeyine, boru yalıtım çapı kritik çap değerinin altında kalacak kalınlıkta kaplama yapılarak kaplamasız boru deneylerindeki sartlarda deneyler tekrarlanmıs ve elektriksel enerjiler ölçülerek ısı tasınım katsayıları belirlenmistir. Deneysel çalısmanın üçüncü kısmında; kaplama malzemesi ıslatılarak buharlasma ile yüzeyde es zamanlı ısı ve kütle geçisi sağlanmıstır. Isı ve kütle geçisinin belirlenmesi için verilen elektrik enerji ve buharlasan su miktarları ölçülerek, ısı ve kütle tasınım katsayıları belirlenmistir. Ayrıca derisiklik farkının ısı ve kütle tasınımı üzerindeki etkisini analiz edilebilmek için deneyler üç farklı bağıl nem değerinde yapılmıstır. Hazırlanmıs olan hesap tablosunda, toplam yoğunluk farkına bağlı tek bir Grashof sayısı tanımlanarak Ra, Raı değerleri Gr'a göre hesaplanmıstır. Ayrıca ölçülen elektrik enerjisi ve buharlasan su miktarları kullanılarak Nu, Sh sayıları deneysel olarak belirlenmistir Altıncı bölümünde yatay borunun her üç durumu için benzer sartlarda ölçülen ısı geçis miktarları karsılastırılmıs ve değisim grafikleri çizilmistir. Deneysel çalısmanın birinci ve ikinci kısmında elde edilen deneysel veriler kullanılarak her deney için hesaplanan Nu ve Ra değerleri ile serbest tasınım sartlarında yatay borudan ısı geçisi için 7,462.101< Ra <8,593.103 aralığında NuD=0,898.Ra0,201 korelasyonu önerilmistir. Yeni korelasyon, önceki arastırmacılar tarafından tanımlanan genel kabul görmüs korelasyonlar ile karsılastırıldığında yeni korelâsyonun literatürle uyumlu olduğu görülmüstür. Deneysel çalısmanın üçüncü kısmında elde edilen deneysel veriler kullanılarak Nu,Ra ve Sh, Raı değerleri ile serbest tasınım sartlarında yatay borudan es zamanlı ısı ve kütle geçisi için 7,405.102 < Raı <1,0269.104 aralığında ShD = 0,751.Raı 0.181 ve 8,543.101 < Ra <1,1794.104 aralığında NuD = 0,258.Ra0,313 korelasyonları elde edilmistir. Yedinci bölümde belirsizliklerin tespiti yapılmıs ve sekizinci bölümde sonuçlar değerlendirilerek öneriler sunulmustur. Anahtar kelimeler: Yatay silindir, serbest tasınım, ısı geçisi, es zamanlı ısı ve kütle geçisi