Şengül Şirin
|
Cevap : Mikro Kanallarda Basınç Düşüşü ve Isı/Kütle Aktarımı:Taşınım Ile Isı-Kütle Aktarımı
ISI AKTARIMI BAĞINTILARI VE YAYIMLANMIŞ ESER ÖZETLERİ
Tablo 1'de makro kanallarda laminer ve türbülanslı akış için yaygın şekilde kullanılan bağıntılar, Tablo 2'de ise mikro kanallarda ısı aktarımı için önerilen bağıntılar verilmiştir Mevcut bağıntıların karşılaştırılması da Şekil 1'de sunulmuştur Görüldüğü gibi mikro kanallar için farklı araştırmacılar tarafından verilen bağıntılar, hem kendi aralarında hem de makro kanal bağıntıları ile karşılaştırıldığında farklılıklar sergilemektedirler Laminer akış ele alındığında ve geleneksel kanallar ile karşılaştırıldığında, genel olarak Nusselt sayısının Reynolds sayısına bağlılığında ve Nusselt sayısının kanal boyutu ile değişiminde farklılıklar görülmektedir
Makro kanal tam gelişmiş laminer akışta, Nusselt sayısı Reynolds sayısından ve boru uzunluğundan bağımsız, giriş bölgesinde ise hem Re hem de x ile değişmektedir (Tablo 1) Mikro kanal laminer akışta ise Nusselt sayısının Reynolds sayısına bağlı olduğu belirtilmiş, ancak Reynolds sayısı ile arttığını belirten çalışmalar [3,4,7-13] olduğu gibi ve Reynolds sayısı ile azaldığını belirten çalışmalar da [3,4,14-18] bulunmaktadır Reynolds sayısının üssü ise 0148-117 aralığında değişmektedir Bunun yanı sıra, mikro kanal akışta ısı aktarımı sonuçlarının makro kanal sonuçları ile uyuştuğunu veya makro kanal bağıntılarının düzeltilerek mikro kanallar için kullanılabileceğini belirten çalışmalar da vardır
Lee vd [19], çalışma akışkanının iyon giderilmiş su olduğu, hidrolik çapları 138-903 |J,m aralığında değişen dikdörtgen kanallarda, 300-3500 Reynolds sayısı aralığında ısı aktarımı karakteristiklerini deneysel ve nümerik olarak incelemişlerdir Çalışmada asıl amaç, makro kanal bağıntılarının ve sonuçlarının mikro kanallar için kullanılıp kullanılamayacağının araştırılmasıdır
Yazarlar tarafından, makro kanal sonuçları ile mikro kanal sonuçları arasındaki farklılıkların, mikro kanal deneysel çalışmalarında ve makro kanal bağıntıları elde edilmesinde kullanılan sınır ve giriş koşulların yanlış eşleştirilmesinden kaynaklandığı, eğer giriş ve sınır koşulları uygun bir şekilde seçilirse, makro kanal bağıntılarının mikro kanallar için de kullanılabileceği belirtilmektedir Owhaib ve Palm [20] tarafından yapılan bir çalışmada, dairesel 17, 12 ve 08 mm çapındaki kanallarda, R134aakışkanıkullanılaraktekfazlıısıaktarı mıincele nmiştir Elde edilen sonuçlar hem makro kanallar için kullanılan, hem de mikro kanallar için önerilen bağıntılar ile karşılaştırılmıştır Sonuçların geleneksel makro kanal sonuçları ile uyuştuğu, ancak mikro kanallar için önerilen bağıntılar ile uyuşmadığı kaydedilmektedir Adams vd [21], çapı 760 -1090 |J,m arasında değişen dairesel mikro kanallarda türbülanslı akışta ısı aktarımını deneysel olarakincelemişlerdir
Akışkanınsuolduğu çalışmada, Reynolds sayısı 26x103-23x104ve Prandtl sayısı 153-643 aralığındadır Elde edilen ısı aktarımı katsayılarının Gnielinski bağıntısından elde edilen değerlerden büyük olduğu, bu artışın kanalın boyutlarının azalmasından kaynaklanabileceği kaydedilmektedir Çalışmada ayrıca Nusselt sayısı bağıntı için, Gnielinski bağıntısının Nu = NuGn (1+F), F = C Re (1- (D/Do)2) şeklinde yeniden düzenlenmesi önerilmektedir Burada Do=1164 mm olarak, ısı aktarım iyileşmesinin başladığı boyut için limit değeri göstermekte ve C=76x10-5 şeklindedir Yine Adams vd [22] dairesel olmayan kanallarda hidrolik çapın 12 mm alt limit değeri için yukarıda verilen bağıntının kullanılabileceği belirtilmektedir İç çapı 130 |j,m olan kapiler bir boruda akışkanın R114 olduğu sistemde 100-8000 Reynolds sayısıaralığında, tekfazlıakıştahidrolikve ısı aktarımı karakteristikleri Celata vd[8] tarafından deneysel olarak incelenmiştir
Isı aktarımı, sabit yüzey sıcaklığında gerçekleştirilmiştir Çalışmadalaminerakıştantürbülanslıakışa geçişin 1880-2480 Reynolds sayıları aralığında olduğu belirtilmektedir Elde edile ortalama Nusselt sayıları Tablo 1 de verilen Hausen, Dittus-Boelter, Gnielinski makro kanal bağıntıları, ve Adams tarafından önerilen mikro kanal bağıntısı ile (Tablo 2) karşılaştırılmış ve sonuçların makro kanal bağıntıları ile uyuşmadığı, ancak türbülanslı akış için elde edilen sonuçların yüksek giriş sıcaklıkları için Adams bağıntısı ile uyuştuğu belirtilmektedir
Garimellave Singhal [23] hidrolik çapı 318-902 |j,m aralığında değişen mikro kanallarda ısı sonuçların incelenen tüm kanal boyutları için, Adams vd [21] aktarımını deneysel olarak incelemiş ve sonuçları geleneksel de belirttiği gibi, Gnielinski bağıntısından elde edilen kanalsonuçlarıile karşılaştırmışlardır
Laminerakış içindüşük değerlerdenbüyükolduğukaydedilmektedir Reynolds sayılarında deneysel sonuçlar termal giriş bölgesi bağıntıları ile uyuşmakta, ancak yüksek Reynolds sayılarında ise sapma olmaktadır Türbülanslı akış için elde edilen Isı aktarımı çalışmalarındaki bu farklıkların sebebi olarak,yüzey pürüzlülüğü ve yüzey ile akışkan arasındaki etkileşim, giriş etkileri, ısı kayıpları, boyutları belirlemedeki belirsizliklerin fazla olması, geometrik faktörler sayılabilir ve genel olarak ısı aktarımı çalışmalarında bu parametrelerin etkisi incelenmiştir Ayrıca mikro kanallarda ısı aktarımını deneyselincelemeninzorluğudavurgulanmalıdır
__________________
Arkadaşlar, efendiler ve ey millet, iyi biliniz ki, Türkiye Cumhuriyeti şeyhler, dervişler, müritler, meczuplar memleketi olamaz En doğru, en hakiki tarikat, medeniyet tarikatıdır
|