Experimental investigation of heat transfer performance for hitran and twisted tape turbulator at different ethylene glycol and propylene glycol mixing ratios
Hitran ve burgulu türbülatörünün farkli etilen glikol ve propilen glikol karişim oranlarinda isi transfer performansinin deneysel incelenmesi
- Tez No: 926359
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ BAHADIR OLCAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Deneysel analiz, Etilen glikoller, Isı değiştiriciler, Propilen glikol, Türbülatör, Experimental analysis, Ethylene glycols, Heat exchangers, Propylene glycole, Turbulator
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Fin ve borulu ısı eşanjörleri, ısıyı bir ortamdan diğerine verimli bir şekilde aktarmak için çok sayıda endüstriyel ve ticari sistemde kullanılır. Bu ısı eşanjörlerinde, akışkan veya soğutucu akışkan borulardan akarken, hava fin yüzeylerinin üzerinden geçer. Isı transferinin etkinliğini çok sayıda parameter belirlemektedir. Isı transferinin iyileştirilmesi, akışkan tarafında türbülanslı akış oluşturarak yapısal değişikliklerle elde edilebilir. Yağ veya propilen glikol-su karışımları gibi yüksek viskoziteli akışkanlarda, türbülatörler boru tarafının ısı transferini artırmak için kullanılır. Bu, hem ısı transfer katsayısını hem de basınç düşüşünü artırır. Endüstride yaygın olarak kullanılan türbülatörlerden biri olan hiTRAN tel matris türbülatörü, farklı etilen ve propilen glikol karışımları için farklı Re sayılarında deneysel olarak araştırılmıştır. Deneysel test düzeneği üç ana bölümden oluşur: türbülatörlerin yerleştirildiği test bölümü, sıcak glikol karışımının sağlandığı sıcak su besleme bölümü ve soğuk halka için suyun sağlandığı soğuk su hazırlama bölümü. Soğuk su hazırlama ünitesinde, buhar sıkıştırmalı soğutma çevrimine dayalı bir soğutma sistemi soğuk su sağlamak için tasarlanmış ve inşa edilmiştir. Sıcak su besleme bölümü iki depolama tankından ve altı adet 3 kW elektrikli ısıtıcıdan oluşur. İç boru ve türbülatörden geçen sıcak glikol karışımını sağlar. Halka tarafı ısı transfer katsayısı, soğuk suyla temas eden iç borunun duvar sıcaklığı ölçülerek hesaplanmıştır. Altı adet Tip-T termokupl, iç borunun dış yüzeyine yerleştirilmiştir. Ve iç boru ısı transfer katsayısı, Bölüm 5.1'te açıklandığı gibi teorik hesaplama analizi yoluyla belirlenmiştir. Deneysel kurulum doğrulaması, türbülatörsüz borunun ısı transfer katsayısının Gnielinski korelasyonu ile karşılaştırılmasıyla değerlendirilmiştir. Deneylerden elde edilen sonuçlar teorik çözümle iyi bir şekilde uyuşmaktadır.
Özet (Çeviri)
Fin and tube heat exchangers are used in numerous industrial and commercial systems to transfer heat efficiently from one medium to another. In these heat exchangers, fluid or refrigerant flows through the tubes while air passes over the fin surfaces. Numerous parameters affect the effectiveness of heat transfer. Structural modifications could enhance heat transfer by inducing turbulent flow in the fluid side. In high-viscosity fluids such as oil or propylene glycol-water mixtures, turbulators are used to improve the heat transfer of the tube side. This increases both the heat transfer coefficient and the pressure drop. One commonly used industry turbulator, the hiTRAN wire matrix turbulator, has been investigated experimentally for different ethylene and propylene glycol mixtures at different temperatures and Re numbers. The experimental test setup consists of three main sections: the test section where the turbulators are placed, the hot water supply section where hot glycol mixture is provided, and the cold-water preparation section where water for the cold annulus is supplied. In the cold water preparation unit, a refrigeration system based on the vapor compression refrigeration cycle is designed and constructed to provide cold water. The annular side heat transfer coefficient was calculated by measuring the wall temperature of the inner tube that is in contact with cold water. Six Type-T thermocouples have been placed on the outer surface of the inner tube. In addition, the inside tube heat transfer coefficient was also determined through theoretical calculation analysis as explained in Section 5.1. Experimental setup validation has been evaluated by comparing the heat transfer coefficient of the tube without turbulator with the Gnielinski correlation. The results from the experiments agreed well with the theoretical solution. Experimental setup validation has been evaluated by comparing the heat transfer coefficient of the tube without turbulator with the Gnielinski correlation. The results from the experiments agreed well with the theoretical solution.
Benzer Tezler
- Experimental investigation of heat transfer performance of fin-and-tube heat exchangers for dry and wet conditions
Kanatlı borulu ısı değiştiricilerinde ısı transferi performansının kuru ve ıslak koşullarda deneysel olarak incelenmesi
OĞUZ KILIÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÖZDEMİR
- Experimental investigation of the effect of twisted tape insert geometry on heat transfer performance in pipe flow
Boru akışında ısı transferi performansına burgulu şerit geometrisinin etkisinin deneysel incelenmesi
KHALED MOHAMED ASHNAAF ABAJJA
Doktora
İngilizce
2026
EnerjiKarabük ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELÇUK SELİMLİ
- An Experimental investigation on performance of rectangular fins on a horizontal base in free connection heat transfer
Yatay levha üzerinde bulunan dikdörtgen kanatçıkların doğal taşınım ile ısı transferinin deneysel olarak incelenmesi
GAZİ ANBAR
Yüksek Lisans
İngilizce
1996
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bilim Dalı
PROF. DR. HAFİT YÜNCÜ
- An Experimental investigation on performance of rectangular fins on a vertical base in free convection heat transfer
Düşey levha üzerinde bulunan dikdörtgen kanatçıklardan doğal taşınım ile ısı transferinin deneysel olarak incelenmesi
ALMILA GÜVENÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAFİT YÜNCÜ
- An Experimental investigation on performance of annular fins on a horizontal cylinder in free convection heat transfer
Yatay silindir üzerinde bulunan dairesel kanatçıklardan doğal taşınım ile ısı transferinin deneysel olarak incelenmesi
ŞEBNEM YILDIZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAFİT YÜNCÜ
PROF. DR. SADIK KAKAÇ