Kanatlı evaporatörlerin kriyojenik şartlarda performansının incelenmesi
Performance investigation of finned evaporators under cryogenic conditions
- Tez No: 1023606
- Danışmanlar: PROF. DR. İRFAN KURTBAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hitit Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, kriyojenik akışkanların gazlaştırılmasında yaygın olarak kullanılan hava ısıtmalı kriyojenik evaporatörlerin (HIKE) ısı transferi, kütle transferi ve karlanma davranışı deneysel olarak incelenmiştir. Çalışma kapsamında, sekiz kanatlı bir HIKE üzerinde hava tarafı ve kriyojenik akışkan tarafına ait işletme parametrelerinin sistem performansı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Deneylerde hava tarafında Reynolds sayısı (Re = 7300–11540), hava giriş sıcaklığı (Tₐ = 10, 20, 30 °C) ve bağıl nem (RH = %30, %40, %50) bağımsız değişkenler olarak ele alınmıştır. Kriyojenik tarafta ise sıvı azot kütlesel debisi (ṁLN₂ = 0.10–0.20 kg/s) değiştirilmiştir. Çalışmada hava tarafında Nusselt sayısı (Nu), Stanton sayısı (St), Sherwood sayısı (Sh), kütle transfer katsayısı (hₘ), etkin yüzey ısı akısı (q_eff), toplam ısı transfer miktarı (Q), kanat verimi (ηf), toplam yüzey verimi (ηo) ve karlanma kalınlığı (δ) belirlenmiştir. Kriyojenik tarafta ise azotun çıkış kuruluk derecesi (x) ve entalpi değişimi değerlendirilmiştir. Deneysel bulgular, Reynolds sayısındaki artışın hava tarafı taşınımını artırarak Nusselt sayısını ve toplam yüzey verimini artırdığını göstermiştir. Bununla birlikte artan Reynolds sayısı, su buharının yüzeye taşınmasını hızlandırarak karlanma büyümesini de artırmıştır. Yerel Nusselt sayısı ile yüzey karlanma kalınlığı arasındaki doğrudan ilişki deneysel olarak ortaya konmuş ve karlanmanın belirli bir kalınlığa kadar faz değişimi kaynaklı gizli ısı etkileri nedeniyle yerel ısı transferini tamamen baskılamadığı, kritik kalınlıktan sonra ise ek termal direnç oluşturarak v performansı düşürdüğü belirlenmiştir. Ayrıca karlanma büyümesinin başlangıç, hızlanan büyüme ve olgunlaşma olmak üzere üç temel evrede geliştiği gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, the heat transfer, mass transfer, and frosting behavior of air-heated cryogenic vaporizers (AHCVs), which are widely used for the gasification of cryogenic fluids, were experimentally investigated. Within the scope of the study, the effects of operating parameters on both the air side and cryogenic fluid side on system performance were examined using an eight-fin AHCV. In the experiments, Reynolds number on the air side (Re = 7300-11540), inlet air temperature (Tₐ = 10, 20, and 30 °C), and relative humidity (RH = 30%, 40%, and 50%) were considered as independent variables. On the cryogenic side, the mass flow rate of nitrogen (ṁN₂ = 0.10-0.20 kg/s) was varied. In this study, the air-side Nusselt number (Nu), Stanton number (St), Sherwood number (Sh), mass transfer coefficient (hₘ), effective surface heat flux (q_eff), total heat transfer rate (Q), fin efficiency (ηf), overall surface efficiency (ηo), and frost thickness (δ) were determined. On the cryogenic side, the outlet dryness fraction (x) and enthalpy variation of nitrogen were evaluated. Experimental findings showed that increasing Reynolds number enhanced air-side convective transport, resulting in higher Nusselt numbers and improved overall surface efficiency. However, the increase in Reynolds number also accelerated moisture transport toward the surface, leading to intensified frost growth. The direct relationship between local Nusselt number and surface frost thickness was experimentally demonstrated, revealing that frost formation did not completely suppress local heat transfer up to a certain growth stage due to vii the latent heat released during phase change. Beyond this stage, however, the frost layer introduced an additional thermal resistance and reduced system performance. Furthermore, frost growth was shown to develop through three distinct stages: initial nucleation, accelerated growth, and maturation.
Benzer Tezler
- Karlanma şartları altında kanatlı boru evaporatörlerin performansının incelenmesi
İnvestigated of performance of finned tube evaporators under frosting conditions
DİLEK NUR ÖZEN
Doktora
Türkçe
2011
EnerjiSelçuk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KEMAL ALTINIŞIK
- Hava soğutucu kanatlı borulu evaporatörün teorik ve deneysel olarak incelenmesi
Başlık çevirisi yok
EŞREF KUREM
Doktora
Türkçe
1997
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RECEP YAMAN KARADENİZ
- Soğutma sistemlerinde, hava soğutucu kanatlı borulu evaporatörün soğutma kapasitesine etki eden faktörlerin incelenmesi
Başlık çevirisi yok
BAHAR BAYBOZ
- Evaporator performance under frosted conditions and evaluation of heat & mass transfer in a domestic refrigerator
Bir buzdolabı buharlaştırıcısının karlanmış şartlar altındaki performansı ve buzdolabında ısı kütle transfer mekanizmalarının modellenmesi
CEMİL İNAN
