Duman borulu kazanlarda duman boruları konstrüksiyonunun kazan verimine ve ocak yüküne etkisi

Buhar kazanları günümüzde ısı transferi esasına göre çalışan makinelere verilebilecek enönemli örneklerdendir. Suyun termodinamik özellikleri dikkate alınarak gerçekleşen bu ısıtransferi sonucunda kazan gövdesinde bulunan su, alevlikteki alevden ve duman borularındangeçen duman gazından büyük ölçüde taşınım(konveksiyon) yoluyla ısı transfer ederek buharadönüşmektedir. Bu tezin konusu duman borularındaki ısı transferini çeşitli konstrüksiyonlarsayesinde artırmaya çalışmaktır.Boruların içinde akan duman gazı ile boru dış cidarındaki su arasında zorlanmış ısı transferiniartırmanın temelde 2 yöntemi vardır. Birincisi aktif yöntemler,ikincisi pasif yöntemlerdir.Aktif yöntemler dışarıdan ilave bir güç kullanarak ısı taşınımını artırmaktır. Pasif yöntemlerise herhangi bir dış güce gerek kalmadan ısı transferini artırırlar. Kanatlıborular,komposit(birden fazla tabakalı) borular ve türbülatörler pasif yöntemler içerisinegirerler. Kazanın ısıl kapasitesini artırmak için boruların içinden geçen sıcak dumangazlarının kolayca baca yoluyla dışarı atılması önlenmeli ve ısı transfer yüzeyi artırılarak yadaboruların içerisine türbülatör denen malzemeler konularak akışın hem yavaşlatılıp hem detürbülanslı hale getirilmesi ve ısı transferinin artırılması sağlanmalıdır.Basit bir eşanjör olarak hazırlanan deney düzeneğinde elektrikli hava ısıtıcısı vasıtası ileısıtılan havayı bir borunun içerisinden geçirerek ve bu boruyu içerisine alan daha büyük çaplıbir borudan da su geçirerek giren ve çıkan hava ile suyun sıcaklıkları ölçülmüştür. Bu işlemönce borunun içine türbülatör koymadan ve sonra 3 farklı türbülatör koyarak tekrarlanmıştır.Böylece farklı ısı transferi ve verim rakamları elde edilmiştir. Bu değerler termodinamiğin 2.kanununda uygulayarak ekserji analizi de yapılmıştır.Bulunan sonuçlar çerçevesinde boruiçine konan türbülatörlerin ısıl verimi %10-12 civarında artırdığı gözlemlenmiştir. Ayrıca 1.kanun veriminin artışıyla birlikte kullanılabilir enerji olan ekserjide ve 2. kanun verimindeihmal edilebilecek artışlar olduğu bulunmuştur. Farklı türbülatörler arasında verim açısındanbazı farklar bulunmasına rağmen türbülatör seçiminde maliyet,üretim kolaylığı ve kolaytemizlenebilme gibi özelliklerin de dikkate alınması gerekmektedir.Anahtar Kelimeler : Isı transferi , verim , türbülatörJÜR :1. Prof. Dr. Galip TEM R (Danışman) Kabul Tarihi: 20.06.20062. Prof. Dr. Olcay KINCAY Sayfa Sayısı: 923. Prof. Dr. Mesut ÖZGÜRLER