Borularda akış yönünde dikdörtgen kesitli kanatçıklar açılan burulmuş şerit elemanların türbülanslı akışta ısı transferine etkileri

Abstract

Bu çalışmada, boru içi türbülanslı akışta, test borusu boyunca yerleştirimiş dikdörtgen kanatçıklar açılmış burulmuş şerit elemanların ısı transferi ve akış karakteristiği üzerindeki etkisi Reynolds sayısı 4000-20000 aralığı için deneysel olarak araştırılmıştır. Tüm deneyler zorlanmış taşınım ve sabit ısı akısı çalışma koşulları altında gerçekleştirilmiştir. Deneyler, üç farklı kanatçık genişliği (1,5, 3 ve 5 mm) ve üç farklı kanatçık açısı (?=5°, 10° ve 15°) olmak üzere 9 farklı kanatçıklı burulmuş ve tipik burulmuş şerit eleman için için tekrarlanmıştır. Deneysel çalışmadan elde edilen veriler; Reynolds sayısına göre (Re) Nusselt sayısı (Nu) ve sürtünme faktörü (f) değişimleri ampirik bağlantılar ve tablolar kullanılarak yorumlanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre kanatçıklı burulmuş şerit elemanlar tipik burulmuş şerit eleman ile karşılaştırıldığında hem Nusselt sayısında hem de sürtünme faktöründe artışa yol açtığı görülmüştür. Sonuç olarak tüm Reynolds sayıları için boş boru, burulmuş ve kanatçıklı şerit elemanların deney sonuçları kıyaslandığında; en yüksek ısıl performans değerlerin ?=5° açılı ve kanatçık genişliği 1.5 mm olan burulmuş şerit elemanı yerleştirilmiş boru için elde edilmiştir.

In this study, effect of twisted tape elements that were located throughout the test pipe with rectangular fins on heat transfer and flow characteristics for 4000-20000 Reynolds number interval was investigated experimentally, with turbulent flow in pipe. All the experiments were conducted under forced convection and constant heat flux boundary conditions. Tests were repeated for 9 different finned twisted, i.e., three different fin widths (1.5, 3 and 5 mm) and three different fin angles (?=5°, 10° and 15°) and typical twisted tape elements. The data from the experimental measurements; Nusselt number (Nu) and friction factor (f) changing according to the Reynolds number (Re) were evaluated by means of empirical correlations and tables. According to the obtained results, it is seen that twisted tape elements with rectangular fins increase both the Nusselt number and the friction factor comparing to the typical twisted tape. As a conclusion, the highest thermal performance result is obtained by means of the rectangular finned twisted tape element that has ?=5° fin angle and 1.5 mm fin width, according to the comparison between plain pipe, typical twisted tape inserted pipe, and rectangular finned twisted tape inserted pipe.