Silindirik boruda karlanmanın ısı transferine etkisinin deneysel incelenmesi

Abstract

Karlanma mühendislik uygulamalarının birçoğunda karşılaşılan ve çoğunlukla ısı transferini olumsuz etkileyen bir durumdur. Bu tür uygulamalarda karlanmanın kontrol edilmesi hem sistem performansını hem de sistemin çalışma ömrünü büyük oranda etkilemektedir. Bu tez çalışmasında, silindir bir boru etrafında meydana gelen karlanma ve donmanın ısı transferine etkisi deneysel olarak incelenmiştir. İç çapı 10 mm ve dış çapı 14 mm olan boru alüminyumdan imal edilmiştir. Silindirik boru 150 mm genişliğe, 140 mm yüksekliğe ve 2500 mm uzunluğa sahip şeffaf pleksi malzemeden imal edilen hava akış kanalına yerleştirilmiştir. Deneyler Reynolds sayısının 300, 506, 875, 1124 ve 1426, hava bağıl neminin %30, %45, %55 ve hava giriş sıcaklığının 15°C, 30°C ve 45°C değerleri için gerçekleştirilmiştir. Deneylerde silindir boru hattında antifriz soğutma sıvısı akışkanı kullanılmıştır. Silindir boru girişi 0,126 kg/s debide ve -30°C sıcaklık da sabit tutulmuştur. Silindirik boru üzerindeki karlanma kalınlığı arttıkça ısıl taşınım katsayısı zamana bağlı olarak azalmıştır. Burada karlanmanın etkisiyle yüzeyde oluşan tabakaya bağlı olarak ısıl direnç artmış, sistemden çekilen ısı miktarı azalmıştır. Deneysel verilerden ısı transferi ve karlanma kalınlığı üzerinde en etkin parametrenin Reynolds sayısı olduğu tespit edilmiştir. Reynolds sayısını hava giriş sıcaklığı ve bağıl nem izlemektedir.