Farklı parametrelere sahip jeneratörler kullanılarak bir vorteks tüpünün COP ve CMF değerlerinin deneysel olarak incelenmesi

Ranque-Hilsch tüpleri olarak geçen vorteks tüpleri çevreye zararları olmamaları, sıcak ve soğuk akışkanlara ayrılırken herhangi bir kimyasal madde gerektirmemeleri, basit yapıda olmaları ve haraketli parçaları bulunmadığından dolayı günümüzde lokal soğutma/ısıtma sistemi olarak kullanılmaktadır. Kompresör yardımıyla basınçlandırılmış hava vorteks tüpe giriş lülelerinden girer. Vorteks tüpe giren basınçlı hava vorteks jeneratöre çarparak vorteks oluşturur. Vorteks tüp içerisinde dönerek ilerleyen basınçlı hava, tüp merkezinde ve cidarlardaki sürtünmelerin etkisinden kaynaklanan farklı açısal hızların etkisiyle tüp içerindeki durma noktasında sıcak ve soğuk akışkanlara ayrılır. Sıcak akışkan vorteks tüpün sıcak uç tarafında bulunan kontrol valfinin deliklerinden çıkar. Soğuk hava ise vorteks jeneratörün ortasından geçerek soğuk akışkan çıkış çapından (d2) çıkarak tüpü terkeder. Böylece vorteks tüpte iki farklı çıkış sıcaklık değerine sahip akışkanlar elde edilmiştir. Deneysel çalışmada, 5 bar basınçta ve 40 m3/h debide hava kullanılmıştır. Deneylerde, üç farklı nozul sayısında (n=4,5,6) ve üç farklı sıcak akışkan çıkış iç çapında (d1=5,7,9 mm) sahip vorteks jeneratörler kullanılmıştır. Vorteks tüpün sıcak çıkış tarafında bulunan kontrol valfi açıklıları değiştirilerek soğuk akışkan çıkış oranı (CMF) değiştirilmiştir. Bu oranın soğutma performansına etkisi deneysel olarak incelenmiştir Değişen CMF değeri, sıcak ve soğuk taraftan çıkan hava miktarını değiştirdiği için bu orana bağlı olarak sıcak ve soğuk akışkanın çıkış sıcaklık farkı (∆T) de değişmiştir.CMF'nin değişimiyle vorteks tüpün soğutma performans katsayısının (COP) değiştiği görülmüştür. Vorteks jeneratörün geometrik parametreleri, vorteks tüpün soğutma performansını doğrudan etkilemiştir. Vorteks tüpün soğutma performansını incelemek için deneyler 9 adet farklı geometrik parametrelere sahip vorteks jeneratörler için gerçekleştirilmiştir. Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda farklı d1 ve CMF değerleri için vorteks tüp soğutma performansının (COP) 0,1 ile 1,3 aralığında değiştiği görülmüştür. Maksimum COP değeri 1,27 olarak d1=9 mm, CMF=0,85 ve n=6 da elde edilmiştir. n=4,5,6 nozul sayılı ve farklı sıcak akışkan çıkış çaplarına sahip vorteks jeneratörler arasından elde edilen maksimum ΔT değeri, d1=9, CMF=0,85 ve n=5 de 52,9 ºC olarak elde edilmiştir.