Mikrokanallı Isı Alıcılarda Yüzey Pürüzlülüğünün Akış Kaynama Karakteristiklerine Etkilerinin Belirlenmesi

Abstract

Bu projede, mikrokanallı ısı alıcılarda 1 μm ile 12 μm arasında degisen yüzey pürüzlülük degerlerinin kaynamalı akısta ısı transferi, basınç düsümü ve kaynama sırasında görülen akıs kararsızlıklarına etkileri incelenmistir. Hidrodinamik ölçümler zamana baglı degisimleri inceleyebilen mikro PIV sistem kullanılarak incelenmistir. Ayrıca, mikrokanal genisligi, kütle akısı, ısı akısının da ısı transferi, basınç düsümü ve kaynamalı akıs kararsızlıklarına etkileri incelenmistir. ? Deneylerde temel olarak, kabarcıklı akıs, tıkaç akıs ve halkasal akıs rejimleri gözlenmistir. ? Hidrolik çap azaldıkça, daha düsük ısı akılarında akıs rejimleri arasındaki geçis (kabarcıklı/tıkaç ve tıkaç/halka) gerçeklesmistir. En düsük hidrolik çaplı kanalda kabarcık olusumu bastırılmıs olup net bir kabarcıklı akıs rejimi görülmemistir. ? Kabarcıklı akıs rejiminde, ısı akısındaki artısla beraber kabarcıkların daha kısa sürede, kanal boyutlarına ulastıgı gözlenmistir. Halka akıs rejiminde, merkezde akan buhar fazı ile yüzeydeki sıvı film arayüzeyindeki buharlasma hızı artan ısı akısı ile artmıstır. Sıvı film hızla buharlasarak, kanal içinde, kuruma görülmüstür. ? Kütlesel akı arttıkça kaynamanın daha yüksek ısı akılarında meydana geldigi görülmüstür. Kütlesel akı arttıkça, sıvının atalet kuvveti arttıgından kabarcık olusumu bastırılmaktadır. Mikrokanal içerisinde sıvının artan ataleti kabarcıkların yüzeyden erken ayrılmasına dolayısıyla daha küçük boyutlu olmasına sebep olmustur. ? Kütlesel akı arttıkça kabarcıklı akıs rejimi periyodu uzamıstır. Bu durum, artan kütlesel akının kabarcık büyüme hızını azaltmasından kaynaklanmaktadır. ? Incelenen bütün hidrolik çap degerleri için, ısı transfer katsayısının artan kuruluk derecesi ile azaldıgı görülmektedir. Deneylerde, kuruluk derecesi degerlerinin %10 altında kaldıgı, kuruluk derecesinin %7?den büyük degerleri için ısı transfer katsayısındaki degisimin önemsiz oldugu görülmektedir. ? Artan kuruluk derecesiyle birlikte, ısı transfer katsayısının kuruluk derecesine bagımlılıgı azalmaktadır. ? Düsük ısı akılarında daha yüksek ısı transfer katsayıları elde edilmistir. Isı transfer katsayısının artan ısı akısı ile azaldıgı, yüksek ısı akısı degerlerinde ise ısı akısından bagımsız oldugu görülmüstür. ? Düsük ısıl güçlerde, ısı transfer katsayısının ısı akısına bagımlılıgı fazla iken, yüksek ısıl güçlerde bu bagımlılık azalmaktadır. Düsük ısıl güçlerde, ısı transfer katsayısı sıfır kuruluk derecesi civarında ani olarak artmakta, daha sonra artan kuruluk derecesi ise azalmaktadır. ? Pürüzlülügün 1.05 μm?den, 2,51 μm?ye çıkması ısı transfer katsayısında %50?lik artıs saglamıstır. Bu durum düsük ısı akılarında, kabarcıklı kaynama rejiminin baskın ısı transfer modu oldugunu göstermektedir. ? Doymus kaynama bölgesi uzunlugu belli bir kütlesel akı için ısı akısı ile artmaktadır. ? Belli bir ısı akısı degeri için basınç düsümünün hidrolik çap ile arttıgı görülmektedir. Mikrokanallarda iki fazlı kaynamalı akısta, azalan hidrolik çapla beraber kabarcık sınırlanması etkilerinin artması daha fazla basınç düsümüne neden olmustur.