Pulsatif ısı borularının analizi
Analysis of pulsating heat pipes
- Tez No: 151363
- Danışmanlar: PROF. DR. FERİDUN ÖZGÜÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2004
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
PULSATİF ISI BORULARININ ANALİZİ ÖZET Pulsatif ısı borusunun pompalama vs için dışarıdan hiçbir ek güce ihtiyacı yoktur. Geleneksel ısı borularında yoğuşmuş akışkanı buharlaştıncıya göndermek için bulunan fitil yapısı, pulsatif ısı borusunda gereksizdir; dolayısıyla pulsatif ısı borusu konstrüksiyon açısından da çok basit yapıdadır. Genel ısı borusu ailesinin bir alt sınıfi olarak gruplandınlmalanna rağmen çalışmaları esnasında oluşan ısı-kütle geçişi ve akışkanlar dinamiği olaylarının karmaşıklığı bu tip ısı borularının incelenmesi için tamamen farklı bir araştırma sahasının açılması ihtiyacım doğurmuştur. Birçok uygulama alanında ısı değiştiricisi olarak kullanılması olası olan pulsatif ısı borularının termofiziksel mekanizmasını açıklayan kesin bir matematiksel model ortaya konulamamış; dolayısıyla imalat için gerekli tasarım kuralları ve standartlar oturtulamamıştır. Bu çalışmada, pulsatif ısı boruları hakkında hem kaynak araştırması yapılmış; hem de laboratuarda kurulan pulsatif U-borusu düzeneği, mevcut matematiksel modeller ışığı altında hazırlanan bilgisayar programıyla İncelenmiştir. İncelemede sıvı takozu ve buhar tıkaçları için kütle, momentum ve enerji denklemleri yazılmıştır. Sıvı takozuna uygulanan enerji denklemi sonlu hacimler yöntemiyle ayrıştırılmış ve bilgisayar programında bir algoritma oluşturularak sıvı takozundaki zamana bağlı bir boyutlu sıcaklık dağılımı elde edilmesi suretiyle U-borusunun yoğuşturucusundan çıkan ısı hesaplanmıştır. Pulsatif U-borusunda gözlemlenen frekans ve genlik değerlerinin matematiksel çözümlemeden de elde edilebilmesi için buhar tıkaçlarının buharlaştıncılardaM ve yoğuşturucudaki ortalama ısı taşınım katsayısının yaklaşık 20 W/m2K alınması gerektiği görülmüştür. Bu değerin mertebesinin gerçekçi olduğu sonucuna vanlmıştir. Bilgisayar programından elde edilen sonuçlardan, pulsatif ısı borusunda duyulur ısı geçişinin gizli ısı geçişine göre baskın olduğu görülmüştür. Bu sonuç literatürde elde edilen sonuçlarla örtüşmektedir. Ayrıca, bilgisayar programı ile boru çapı ve buharlaştirıcı iç cidar sıcaklığındaki değişikliklerin U-borusuna etkileri parametrik olarak incelenmiş; literatürdeki kaynaklarla uyumlu sonuçlar elde edilmiştir. ıx
Özet (Çeviri)
ANALYSIS OF PULSATING HEAT PIPES SUMMARY There is no external power supply required for pumping etc. in the pulsating heat pipes. Unlike the traditional heat pipes, there is no wick structure in the pulsating heat pipes which sends the condensed liquid back to the evaporator section. Therefore, the pulsating heat pipe has a simple, maintenance-free structure. Although the pulsating heat pipes are classified as a subclass of the traditional family of heat pipes, a need for constituting a new research area totally focused on pulsating flow has emerged due to the complexity of the thermophysical phenomena during their operation. A sound mathematical basis for the pulsating heat pipes, that have a great potential as heat exchangers in various applications, could not be established up to now, so there is not enough quantitative information to suggest liable design rules. In this study, not only a literature survey about pulsating heat pipes and pulsating flow is made, but also an experimental U-shaped pulsating heat pipe setup is analyzed by a computer program adopting up-to-date mathematical models. Fundamental equations of mass, momentum and energy conservation are applied to the control volumes of both the liquid slug and the vapor plugs. The energy equation derived for the control volume of the liquid slug is discretised by the method of finite volumes and the heat dissipated through the condenser of the pulsating heat pipe is calculated by an algorithm in the program that figures out the one dimensional temperature distribution in the slug for every time step. The results of the mathematical analysis match the amplitude and the frequency of the oscillation observed in the U-shaped pulsating heat pipe setup only if the average convection heat transfer coefficient of the vapor plug both in the evaporator and the condenser is taken to be approximately 20 W/m2K. It is deduced that the order of this coefficient is realistic. From the results of the program, it is concluded that the sensible heat is the primary mode of heat transfer in the U-shaped heat pipe, which agrees with the results of the relevant research papers published. Also, a parametric study about the effect of the changes in the diameter of the tube and the evaporator wall temperature on the U-shaped pulsating heat pipe is carried out by the program, and rational results are obtained.
Benzer Tezler
- Hermetik soğutucu akışkan kompresörlerinde zamana bağlı ısı transferinin kompresör performansına etkisinin incelenmesi
An investigation on the effect of transient heat transfer on the performance of hermetic refrigerant compressors
EMRE OĞUZ
Doktora
Türkçe
2006
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. SEYHAN UYGUR ONBAŞIOĞLU
- Kesikli yüksek frekanslı akımların mikroanastomozlar üzerine etkileri
Başlık çevirisi yok
HAYATİ DURMAZ
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1986
Ortopedi ve Travmatolojiİstanbul ÜniversitesiOrtopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MİŞEL KOKİNO
- Pülsatif akımlarda rotametre ile debi ölçülmesi
Flowrate measurements by means of a rotameter in pulsating flow
KAZIM YILMAZ
- Ön gerilmeli elastik tüp içerisinde pulsatif akımın incelenmesi
An investigation of pulsatile flow in a prestressed thin elastic tube
İLKAY BAKIRTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMekanik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİLMİ DEMİRAY
- İçerisinde akışkan bulunan öngerilmeli ince elastik tüplerde nonlineer dalga yayılması
Nonlinear wave propagation in a prestressed fluid-filled thin elastic tabes
NALAN ANTAR