Experimental Investigation of Heat Transfer Effects of Mechanical Agitation in Pool Boiling

Abstract

Özet: Bu çalışmada, havuz kaynamada ısı transferini iyileştirme metotlarından biri olan mekanik çalkalamanın ısı transfer katsayısına etkisi deneysel olarak araştırılmıştır. Deneysel çalışma kapsamında bir deney düzeneği kurulmuştur. Deney akışkanı olarak saf su kullanılmıştır. Deneylerde havuz içerisinde mekanik çalkantı oluşturmak amacıyla farklı devir hızlarında çalışan bir adet 100 mm çapında aksiyel fan kanadı kullanılmıştır. Deneylerde 100 mm uzunluğunda 20 mm çapında silindirik çelik ısıtıcı kullanılmıştır. Deneyler havuz kaynamada en yüksek ısı transfer katsayılarının elde edildiği kabarcıklı kaynama bölgesinde (su için ∆T 5-30 ºC) gerçekleştirilmiştir. Deneyler 9 farklı ısıtıcı gücünde (17, 23, 29, 38, 47, 58, 70, 83 ve 94 kW/m 2) ve 5 farklı mekanik karıştırıcı devrinde (0, 55, 139, 205 ve 212 d/d) gerçekleştirilmiştir. Isı transferi katsayısının, ısıtıcı gücün ve mekanik karıştırıcının devir sayısının artmasıyla arttığı tespit edilmiştir. Isıtıcı gücün 17 kW/m 2 den 94 kW/m 2 ye yükseltilmesiyle (mekanik karıştırıcının 55 d/d da sabit tutulmuştur), ısı transferi katsayının yaklaşık %10 oranında arttığı belirlenmiştir. Düşük ısıtıcı gücünde (17 kW/m 2 'de), devir sayısının 0 d/d'dan 212 d/d'ya çıkartılmasıyla, ısı transferi katsayısının %190 oranında iyileştiği tespit edilmiştir.