Mikrokanallı ısı alıcılarında akan R134A'nın kaynamasının deneysel olarak araştırılması
Experimental investigation of the boiling of R134A flowing through microchannel heat sinks
- Tez No: 549208
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AHMET SELİM DALKILIÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Isı Proses Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 97
Özet
Burada sunulmakta olan deneysel çalışmada, R134a soğutucu akışkanının mikrokanallı ısı alıcısından akarken kaynaması durumundaki ısı transferi incelenmektedir. Bakır bloktan üretilmiş olan ısı alıcısının üzerinde 0,470 mm derinliğe, 0,382 mm genişliğe, 0,416 mm kanat kalınlığına sahip 27 adet paralel dörtgen kesitli mikrokanal mevcuttur. Deneyler sırasında, akışkanın mikrokanallara giriş doyma sıcaklığı 18 °C, 23 °C ve 28 °C'de sabit tutulmuştur. Akışkanın kütle akısı ise 800 kg/m2s ile 1200 kg/m2s arasında değiştirilmiştir. Her bir deney şartında, mikrokanallardaki duvar ısı akısı 50 kW/m2 ile başlatılmıştır ve sistem kritik ısı akısına ulaşıncaya kadar (460 kW/m2) ısı akısı artırılmıştır. Tüm deney koşullarında mikrokanallar girişinde kuruluk derecesi 0,05 değerinde sabit tutulmuştur. Deneylerden elde edilen veriler ile kütle akısının, doyma sıcaklığının ve ısı akısının değişiminin ısı traşınım katsayına olan etkileri mevcut çalışmada sunulmaktadır. Ayrıca ısı akısı, kuruluk derecesi ve kütle akısının kendi arasındaki etkileşimi nedeniyle ortaya çıkan sonuçlar tartışılmaktadır. Elde edilen verilerden, düşük kuruluk derecelerinde ısı akısındaki artışın ısı taşınım katsayısının yükselişinde önemli rol oynadığı görülmektedir. Buna karşın kütle akısının etkisinin neredeyse ihmal edilebilir düzeyde olduğu belirlenmiştir. Isı akısının artışı ile ısı transfer mekanizmasında konvektif kaynama, çekirdekli kaynamadan daha baskın hale gelmeye başlamaktadır. Bu değişimden sonra, ısı taşınım katsayısı belirli bir eşik değerine kadar yükselen kuruluk derecesi ve kütle akısı ile birlikte artmaktadır. Her koşulda, ısı taşınım katsayısının, yükselen doyma sıcaklığı ile birlikte arttığı görülmektedir. Deneysel olarak elde edilen ısı taşınım katsayısı sonuçları, açık literatürde mevcut olan ısı taşınım katsayısı hesaplanması için önerilen eşitlikler ile karşılaştırılmıştır ve Mortada vd. tarafından önerilen eşitliğin en uygun sonuçları verdiği görülmüştür. Deney sonuçlarına dayanarak, yüksek kütle akısı ve ısı akısı şartlarında mikrokanallı ısı alıcısında R134a'nın akış kaynaması sırasında ısı taşınım katsayısının hesaplanabilmesi için yeni bir eşitlik türetilmiştir.
Özet (Çeviri)
The present study reports on an experimental evaluation of flow boiling of R134a inside a microchannel heat sink. The copper test section consisted of 27 parallel rectangular channels with 0,470 mm depth, 0,382 mm width, 0,416 mm fin thickness and 40 mm length. The experiments were performed at saturation temperatures of 18 °C, 23 °C, and 28 °C, mass fluxes of 800 kg/m2s, 1000 kg/m2s and 1200 kg/m2s and constant vapor quality at the heat sink inlet at 0,05. The wall heat flux was increased from 50 kW/m2 until reaching critical heat flux and, maximum 460 kW/m2 was reached. With the collected data from the experiments, the effects of mass flow, heat flow, and saturation temperature and vapor quality on the convective heat transfer coefficient are emphasized and the reasons are discussed. At low vapor quality, heat flux plays a major role in increasing the convective heat transfer coefficient, while the effect of mass flux is negligible. With the rising heat flux, convective boiling begins to control the heat transfer mechanism and, the convective heat transfer coefficient increases with rising vapor quality and mass flux, until a dry-out point. In all conditions, high convective heat transfer coefficient is obtained for increased saturation temperature. In open literature, the correlation generated by Mortada et al. for convective heat transfer coefficient is the one that makes the most accurate prediction for the current study. Based on the experimental results, a correlation is generated to calculate the convective heat transfer coefficient for R134a flow boiling inside the microchannel at high mass and heat flux.
Benzer Tezler
- Toz metalurjisi ile üretilen gözenekli ısı alıcıların akış kaynama performansının deneysel incelenmesi
Experimental investigation on flow boiling performance of porous heat sinks produced by powder metallurgy
ZEYNEP KÜÇÜKAKÇA MERAL
Doktora
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEZAKET PARLAK
- Numerical investigation of double layer microchannel heatsinks and performance assessment based on Taguchi method
Çift katmanlı mikrokanallı ısı alıcılarının sayısal olarak incelenmesi ve Taguchi yöntemiyle performansının değerlendirilmesi
MUSTAFA DEMİRSÖZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERTAÇ ÇADIRCI
DOÇ. DR. GAMZE GEDİZ İLİŞ
- Experimental comparison of fluid and thermal characteristics of microchannel and metal foam heat sinks
Mikrokanallı ve metal köpüklü ısı alıcıları akışkan ve ısıl özelliklerinin deneysel olarak karşılaştırılması
AHMET MUAZ ATEŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Mühendislik BilimleriOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. M. HALUK AKSEL
YRD. DOÇ. DR. CÜNEYT SERT
- Mikro pim tipi kanatçıklara sahip ısı alıcılarda kaynamalı akışın deneysel incelenmesi
Experimental investigation of flow boiling in heat sinks with micro pin fins
BEYZANUR KUL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
EnerjiRecep Tayyip Erdoğan ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURAK MARKAL
- Yüzey pürüzlülüğünü etkileyen parametrelerin optimizasyonu ve pürüzlü mikrokanal akışının deneysel incelenmesi
Optimization of parameters affecting surface roughness and experimental investigation of rough microchannel flow
UMUT KÜÇÜKOĞLU