8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

1/125

T.C.

SLEYMAN DEMREL NVERSTES

FEN BLMLER ENSTTS

ISITMA SSTEMLERNDEN ISI GER KAZANIMINDA ISIBORULARININ UYGULANABLRL,EKSERJ VE EKONOMK ANALZ

Ahmet ZSOY

DanmanProf. Dr. Mustafa ACAR

DOKTORA TEZ

MAKNA MHENDSL ANABLM DALI

ISPARTA 2005

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

2/125

ISITMA SSTEMLERNDEN ISI GERKAZANIMINDA ISI BORULARININ

UYGULANABLRL, EKSERJ VEEKONOMK ANALZ

Ahmet ZSOY

Doktora Tezi

MAKNA MHENDSL ANABLM DALI

ISPARTA 2005

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

3/125

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

4/125

I

NDEKLER

Sayfa

NDEKLER ..................................................................................................... i

ZET .................................................................................................................... iii

ABSTRACT.......................................................................................................... iv

TEEKKR.......................................................................................................... v

SMGELER DZN ............................................................................................. vi

EKLLER DZN .............................................................................................. viii

ZELGELER DZN ......................................................................................... xiii

1. GR ............................................................................................................... 1

1.1. Kaynama ile Is Transferi............................................................................... 5

1.2. Is Borularnda Kullanlan Akkanlar ........................................................... 7

1.3. Is Borusuna Konulacak Akkan Miktar...................................................... 9

1.4. Fitiller............................................................................................................. 10

1.5. Is Borularnda Kullanlan Malzemeler.......................................................... 11

1.6. Is Borularnn almasn Snrlayan Limitler............................................. 12

1.6.1. Klcal Limit ................................................................................................. 121.6.2. Viskoz Limit ............................................................................................... 13

1.6.3. Ses Limiti .................................................................................................... 13

1.6.4. Kprme Limiti........................................................................................... 14

1.6.5. Kaynama Limiti .......................................................................................... 14

1.7. Termosifonlardaki Limitler............................................................................ 15

1.8. Termosifonlarda Maksimum Is Aks ........................................................... 18

2. KAYNAK BLGS .......................................................................................... 193. MATERYAL VE YNTEM............................................................................ 32

3.1. Is Borusunda Kullanlacak Akkan Seimi............................................. 33

3.2. Is Borusu Malzemesinin Seimi ................................................................... 36

3.3. Is Borusuna Konulacak Akkan Miktar...................................................... 36

3.4. Is Borusu retim Aamalar ......................................................................... 37

3.5. Is Borusu ile lgili Deneysel alma ........................................................... 37

3.6. IBIGK Sistemi le lgili Deneysel alma.................................................... 43

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

5/125

II

3.7. IBIGK Sisteminin Termodinamik Analizi ..................................................... 50

3.8. IBIGK Sisteminin Ekonomik Analizi ............................................................ 52

4. ARATIRMA BULGULARI........................................................................... 55

4.1. Is Borusunun Deneysel Sonular ................................................................ 55

4.1.1. Yzey Scaklklarnn Deiimi .................................................................. 55

4.1.2. Is Aks ve Is Transfer Katsaysnn, Uygulanan Is Yk ve

Eim As ile Deiimi..................................................................................... 68

4.1.3. Deneysel Sonularn statistiksel Analizi.................................................... 75

4.1.4. Is Borusunun Rejime Girii........................................................................ 78

4.2. IBIGK Sisteminin Deneysel Sonular ......................................................... 80

4.2.1. IBIGK Sistemindeki Basn Kayb ............................................................ 81

4.2.2. Gaz ve Su Taraflar Etkinlikleri .................................................................. 82

4.2.3. IBIGK Sisteminde Scaklk Dalm ........................................................ 86

4.2.4. IBIGK Sisteminin Ekserji Analizi Sonular .............................................. 89

4.2.5. IBIGK Sisteminin Ekonomik Analiz Sonular.......................................... 91

5. SONU VE TARTIMA ................................................................................. 93

6. KAYNAKLAR ................................................................................................. 100

ZGEM .......................................................................................................... 109

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

6/125

III

ZET

(Istma Sistemlerinden Is Geri Kazanmnda Is Borularnn Uygulanabilirlii,Ekserji ve Ekonomik Analizi)

Is borular, olduka yksek sl iletkenlii olan iki fazl, s tama cihazlardr. Isborulu s deitiriciler, genellikle bir gaz ortamdan bir baka gaz ortama s transferisalayan sistemlerde yaygn olarak kullanlr. Gaz ortamdan sv ortama saktarmnda ise bu sistemlerin kullanm yaygn deildir. Bu konu ile ilgili literatrde snrl saydadr. Bu almada, s borularyla eitli sistemlerden atlan bacagazndan s geri kazanm amalanmtr. Baca gazlarndan suya s geri kazanmsalamak amacyla, gaz-su tipi IBIGK sistemi deneysel olarak incelenmitir.

Bu alma iki ana blmden olumaktadr. lk blmde, tasarm ve retimigerekletirilen bakr-su s borusu, farkl glerde altrlmtr. Farkl eim

alarnda ve soutma suyu debilerinde, s borusu yzeyindeki belirli noktalardakiscaklk dalm ve s aks deneysel olarak incelenmitir. Yaplan deneylersonucunda, s borusunun kondenser ksmnda dolaan akkan miktarnn artmas iletoplam s transfer katsaysnn da artt grlmtr. Ayn ekilde, evaporatrksmna uygulanan s yknn artmasyla da s transfer katsaysnn arttgrlmtr. almadan elde edilen deneysel verilerin istatistiki analizi, SPSS

programyla yaplmtr. Analiz sonucunda, toplam s transfer katsays ve saksnn; eim as, doyma scakl, su debisi ve scaklna bal olarak deitiitespit edilmitir. Is aks ve s transfer katsaysnn, bu deikenlerle arasndakiilikiyi veren eitlikler tretilmitir.

almann ikinci blmnde i akkan olarak su kullanan, yerekimi destekli, sborulu s geri kazanm sistemi, tasarmlan p retimi gerekletirilmitir. IBIGKsistemi, dz sral olup, toplam 16 s borusundan olumutur. Is deitirici kartakl tiptedir. Is geri kazanm nitesinin evaporatr blgesi kanatl olarak dizaynedilmitir. retimi yaplan s geri kazanm sistemi, farkl baca hz ve scaklklarndaaltrlmtr. Deneysel almadan elde edilen verilerin analizi yine SPSS programile yaplmtr. Gaz ve su taraflar etkinliklerinin, baca gaz scakl, baca gaz hz,su scakl, su debisi ve sra saysna gre deiimini veren eitlikler tretilmitir.Yaplan analizler sonucunda, sra says ve baca hznn artmasyla basn kaybnnartt gzlemlenmitir. Aynekilde kondenser blgesindeki su debisinin art ile de

etkinliin ykseldii grlmtr.

Sonu olarak, IBIGK sistemlerinin baca gazndan suya s geri kazanmnda baar ilekullanlabilecei grlmtr. Bu sistemlerin daha yaygn olarak kullanlmasylaekonomik yararlarnn yan sra evre kirliliinin azaltlmasna da olumlu katksolacaktr. Ayrca bu alma, mevcut literatr eksikliinin giderilmesine de bir katksalayacaktr.

ANAHTAR KELMELER: Is borusu, Termosifon, ki fazl kapal termosifon, Isgeri kazanm, Is borulu s geri kazanm sistemi, Is borulu s deitirici

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

7/125

IV

ABSTRACT

(Applicability of Heat Pipes for Heat Recovery from Heating Systems, Exergyand Economic Analysis)

Heat pipes are two-phase heat transfer devices those have extremely high effectivethermal conductivity. Generally, heat pipe heat exchangers are used to transfer heatenergy from one gas stream to another one. The literatures about heat recovery fromgas to water stream are very limited. The aim of this work is to investigate heatenergy recovery from flue gas with heat pipes. For this purpose an experimentalstudy was implemented using heat pipe heat recovery system from gas to water.

This work consists of two main parts. In the first part, copper-water heat pipe isdesigned, produced and tested at the various heat loads. Temperature distributions on

the different locations of heat pipe surface and heat flux are investigated with variousslope angles and cooling water flow rate. In result, overall heat transfer coefficient isincreased with increasing condenser cooling water flow rate. Similarly it is alsoincreased with increasing heat load, which is applied to evaporator of the heat pipe.Experimental results are studied statistically by using SPSS computer program. It isconcluded that overall heat transfer coefficient and heat flow vary with slope angle,saturated temperature, water flow rate and water inlet temperature. An empiricalequation is derived from experimental results using SPSS computer program.

In the second part of this work, using water as the working fluid, gas to water heatexchanger using thermosyphon heat pipes were designed, constructed and tested

under medium temperature operation conditions. This system has 16 pipes. Thesepipes are designed as in line bundle geometry. The heat exchanger is counter-flowtype. The evaporator of heat recovery system is designed as extended plate surface.Heat pipe heat recovery system is produced and tested at various flue gastemperature and velocity. Experimental results were studied statistically with SPSScomputer program. The effectiveness of evaporator and condenser parts of heat pipeheat recovery system are tested at the various flue gas temperature, flue gas velocity,water inlet temperature, water flow rate and number of rows. An empirical equationis obtained from those mentioned variables. In the result of this analysis, pressuredrop on the gas stream increases with the increasing number of rows and increasingflue gas velocity. Similarly, effectiveness also increases with the increasing water

flow rate.

In overall conclusion, it is shown that heat pipe heat recovery systems can be usedfor the gas to water heat exchangers successfully. When this kind of systems arewidely used in the industry, not only air pollution is decreased but also energy savingis provided. It is assumed that this work can be used as a reference study and

provides a contribution to the rare number of studies in this category.

KEY WORDS: Heat pipe, Thermosyphon, Two-phase closed thermosyphon, Heatrecovery, Heat pipe heat recovery system, Heat pipe heat exchanger

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

8/125

V

TEEKKR

Yazar, bu almann gereklemesinde katklarndan dolay, aada ad geen kii

ve kurululara itenlikle teekkr eder.

Sayn Prof.Dr. Mustafa ACAR, tez danman olarak, almann sonuca

ulatrlmasnda ve karlalan glklerin almasnda yn gsterici olmutur.

Sayn Yrd.Do.Dr. Arif Emre ZGR, Ar.Gr. mer KARABIYIK ve Ar.Gr.

Erkan DKMEN, deney dzeneinin hazrlanmasnda yardmc olmulardr.

Sayn Makina Teknikeri Cengiz KAZMACI ve Makina Teknikeri Mmin ULUSOY,

atlye almalarnda yardmc olmulardr.

Sayn Do.Dr. Abdullah ZSOY, tezin anlatm dilinin dzeltilmesinde yardmc

olmutur.

SD Aratrma Projeleri Ynetim Birimi, bu almay SDBAP-626 nolu proje

kapsamnda finansal olarak desteklemitir.

Yazar, bu gnlere ulamasnda ok emei olan babasna ve merhum annesine, tez

almas sresince anlayl davranlarndan dolay, ei ve ocuklarna da ayrca

teekkr eder.

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

9/125

VI

SMGELER DZN

A Alan (m2)

B.K Baca kayb (%)

cp zgl s kapasitesi (kj/kgK)

d ap (m)

g Yerekimi ivmesi (m/s2)

Hu Alt sl deer (kj/kg)

h Entalpi (kj/kg)

hfg Buharlama gizli ss (kj/kg)

Ku Kutataladze says

k Is iletim katsays (W/mK)

L uzunluk (m), Hava miktar (Nm3/kg)

m Ktlesel debi (kg/s)

Me Merit says

n Is deitiricisi sra says (adet)

P Basn (bar)

Pf Priming faktr-Sv tama faktrPr Prandtl says

Q Is yk (W)

q& Is aks (W/m2)

R Gaz sabiti

r Yarap (m)

Re Reynolds says

s Entropi (kj/kgK)T Scaklk (K)

U Toplam s transfer katsays (W/m2K)

V Hz (m/s), Hacim (m3)

V+ Is borusu arj oran (%)

V& zgl hacim (Nm3/kg)

Ekserji (kj/kg)

Is

ta

n

m katsay

s

(W/m

2

K)

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

10/125

VII

Is deitirici etkinlii

Hava fazlalk katsays

Dinamik viskozite (Ns/m2)

Younluk (kg/m3)

Yzey gerilmesi (N/m)

Eim as ()

Alt indisler

a Adyabatik

b baca

c kondenser

evre ortam

e evaporatr

g gaz

l sv

s doyma

v buhar

w duvar, eper

max maksimum

min minimum

scak scak akkan

souk souk akkan

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

11/125

VIII

EKLLER DZN

Sayfa

ekil 1.1. Is borusunun ematik alma sistemi.................................................. 4

ekil 3.1. eitli i akkanlar iin Merit saysnn scaklkla deiimi............... 33

ekil 3.2. eitli akkanlar iin Priming faktrn scaklkla deiimi ................ 35

ekil 3.3. Is borusu iin deney dzeneinin ematik olarak grn ................ 40

ekil 3.4. Is borusu zerinde scaklk lme elemanlarnn yerleri ..................... 40

ekil 3.5. eitli eim alarnda s borusunun tayabilecei maksimum

s aks ................................................................................................... 42

ekil 3.6. IBIGK sisteminin evaporatr ve kondenser blgeleri .......................... 44

ekil 3.7. IBIGK nitesinde lm yaplan noktalar............................................ 45

ekil 3.8. Deney dzeneinin ematik olarak grn ....................................... 46

ekil 3.9. Deney dzeneinin grnm.............................................................. 47

ekil 3.10. Is borularnn vakuma alnmasnda kullanlan vakum pompas ........ 47

ekil 3.11. Sra says ile s deitiriciden elde edilebilecek maksimum

etkinliin deiimi.................................................................................. 49

ekil 3.12. Is borusu ierisindeki akkann Termodinamik evrimi .................. 50

ekil 4.1. Is borusu zerindeki lm noktalar................................................... 55ekil 4.2. Yatay konumda, 200 W s yknde, s borusunun eitli

noktalarnda llen yzey scaklklar.................................................. 56

ekil 4.3. 200 W s yk ve 15o eim asnda, s borusunun eitli

noktalarnda llen yzey scaklklar.................................................. 57

ekil 4.4. 200 W s yk ve 30o eim asnda, s borusunun eitli

noktalarnda llen yzey scaklklar.................................................. 57

ekil 4.5. 200 W

s

yk ve 45

o

eim a

s

nda,

s

borusunun eitlinoktalarnda llen yzey scaklklar.................................................. 58

ekil 4.6. 200 W s yk ve 60o eim asnda, s borusunun eitli

noktalarnda llen yzey scaklklar.................................................. 58

ekil 4.7. 200 W s yk ve 75o eim asnda, s borusunun eitli

noktalarnda llen yzey scaklklar.................................................. 59

ekil 4.8. 200 W s yk ve 90o eim asnda, s borusunun eitli

noktalarnda llen yzey scaklklar.................................................. 59

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

12/125

IX

ekil 4.9. 500 W s yk ve 30o eim asnda, s borusunun eitli

noktalarnda llen yzey scaklklar.................................................. 60

ekil 4.10. 500 W s yk ve 60o eim asnda, s borusunun eitli

noktalarnda llen yzey scaklklar.................................................. 60

ekil 4.11. 500 W s yk ve 90o eim asnda, s borusunun eitli

noktalarnda llen yzey scaklklar.................................................. 61

ekil 4.12. 900 W s yk ve 30o eim asnda, s borusunun eitli

noktalarnda llen yzey scaklklar.................................................. 61

ekil 4.13. 900 W s yk ve 60o eim asnda, s borusunun eitli

noktalarnda llen yzey scaklklar.................................................. 62

ekil 4.14. 900 W s yk ve 90o eim asnda, s borusunun eitli

noktalarnda llen yzey scaklklar.................................................. 62

ekil 4.15. 1400 W s yk ve 30o eim asnda, s borusunun eitli

noktalarnda llen yzey scaklklar.................................................. 63

ekil 4.16. 1400 W s yk ve 60o eim asnda, s borusunun eitli

noktalarnda llen yzey scaklklar.................................................. 63

ekil 4.17. 1400 W s yk ve 90o eim asnda, s borusunun eitli

noktalarnda llen yzey scaklklar.................................................. 64ekil 4.18. 2100 W s yk ve 30o eim asnda, s borusunun eitli

noktalarnda llen yzey scaklklar.................................................. 64

ekil 4.19. 2100 W s yk ve 60o eim asnda, s borusunun eitli

noktalarnda llen yzey scaklklar.................................................. 65

ekil 4.20. 2100 W s yk ve 90o eim asnda, s borusunun eitli

noktalarnda llen yzey scaklklar.................................................. 65

ekil 4.21. 3000 W

s

yk ve 30

o

eim a

s

nda,

s

borusunun eitlinoktalarnda llen yzey scaklklar.................................................. 66

ekil 4.22. 3000 W s yk ve 60o eim asnda, s borusunun eitli

noktalarnda llen yzey scaklklar.................................................. 66

ekil 4.23. 3000 w s yk ve 90o eim asnda, s borusunun eitli

noktalarnda llen yzey scaklklar.................................................. 67

ekil 4.24. llen i scaklk ile yzey scaklklarndan hesaplanan

i scakln karlatrlmas.................................................................. 68

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

13/125

X

ekil 4.25. 40 l/h su debisinde, s borusunun kondenser blgesi s

aksnn eim as ile deiimi.............................................................. 69

ekil 4.26. 25 l/h su debisinde, s borusunun kondenser blgesi s

aksnn eim as ile deiimi.............................................................. 69

ekil 4.27. 10 l/h su debisinde, s borusunun kondenser blgesi s

aksnn eim as ile deiimi.............................................................. 70

ekil 4.28. 40 l/h su debisinde, s borusunun kondenser blgesi s

transfer katsaysnn eim as ile deiimi .......................................... 70

ekil 4.29. 25 l/h su debisinde, s borusunun kondenser blgesi s

transfer katsaysnn eim as ile deiimi .......................................... 71

ekil 4.30. 10 l/h su debisinde, s borusunun kondenser blgesi s

transfer katsaysnn eim as ile deiimi .......................................... 71

ekil 4.31. Btn sonular iin s aks ile s transferi katsaysnn deiimi..... 72

ekil 4.32. Kondenser ksmnda dolaan su debisinin 40 l/h olduu

durumda, s transfer katsaysnn i scaklkla deiimi ....................... 73

ekil 4.33. Btn sonular iin, s borusu i scakl ile toplam s

transfer katsaysnn deiimi................................................................. 73

ekil 4.34. Btn sonular iin, s borusu i scakl ile yzey saksnn deiimi ................................................................................... 74

ekil 4.35. Btn sonular iin, s borusu i scakl ile yzey s

aksnn eitli debilerdeki deiimi....................................................... 74

ekil4.36. Btn sonular iin, s borusu i scakl ile s transferi

katsaysnn eitli debilerdeki deiimi ................................................ 75

ekil 4.37. Hesaplanan s transferi katsaysnn deneysel sonularla

kar

lat

r

lmas

..................................................................................... 76ekil 4.38. Hesaplanan s aksnn deneysel sonularla karlatrlmas ............ 77

ekil 4.39. Is tanm katsaysnn alma scakl (doyma)ile deiimi.......... 78

ekil 4.40. Is borusunun 900 W s yk, 40 l/h su debisi ve 45

eimde altrlmas durumunda rejime girii....................................... 79

ekil 4.41. Is borusunun 1400 W s yk, 40 l/h su debisi ve 45

eimde altrlmas durumunda rejime girii....................................... 79

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

14/125

XI

ekil 4.42. Is borusunun 2100 W s yk, 40 l/h su debisi ve 45

eimde altrlmas durumunda rejime girii....................................... 80

ekil 4.43. Is borulu s geri kazanm sisteminin neden olduu basn kayb ..... 81

ekil 4.44. IBIGK sisteminin kondenser blgesi-su taraf etkinlii

(msu=0,065 kg/s ve Tsu=20oC iin)........................................................ 82

ekil 4.45. IBIGK sisteminin evaporatr blgesi-gaz taraf etkinlii

(msu=0,065 kg/s ve Tsu=20oC iin)........................................................ 82

ekil 4.46. IBIGK sistemi, evaporatr blgesinin, farkl debi ve baca

scaklklarndaki etkinlii...................................................................... 83

ekil 4.47. IBIGK sistemin, kondenser blgesinin, farkl debi ve baca

scaklklarndaki etkinlii...................................................................... 83

ekil 4.48. IBIGK sisteminin evaporatr blgesi etkinliinin sra says ile

deiimi (Tbaca=150oC, Tsu=20

oC ve msu=0,065 kg/s iin) ................. 84

ekil 4.49. IBIGK sisteminin kondenser blgesi etkinliinin sra says ile

deiimi (Tbaca=150oC, Tsu= 20

oC ve msu=0,065 kg/s iin) ................ 84

ekil 4.50. Evaporatr blgesi iin 225 C baca scaklnda sra says ile

etkinliin deiimi (Tsu=20oC ve msu=0,065 kg/s iin) ........................ 85

ekil 4.51. Kondenser blgesi iin 225 C baca scaklnda sra says ileetkinliin deiimi (Tsu=20

oC ve msu=0,065 kg/s iin) ........................ 85

ekil 4.52. IBIGK sisteminin evaporatr blgesinin eitli kademelerinde llen

scaklklar (msu=0,065 kg/s, Tbaca=150 C ve Tsu=20oC iin)............... 87

ekil 4.53. IBIGK sisteminin kondenser blgesinin eitli kademelerinde llen

scaklklar (msu=0,065 kg/s, Tbaca=150 C ve Tsu=20oC iin) ............... 87

ekil 4.54. IBIGK sisteminin evaporatr blgesinin eitli kademelerinde

llen s

cakl

klar ve ileriye doru tahmin (msu=0,065 kg/s,Tbaca=250 C ve Tsu=20

oC iin)............................................................. 88

ekil 4.55. IBIGK sisteminin kondenser blgesinin eitli kademelerinde

llen scaklklar ve ileriye doru (msu=0,065 kg/s, Tbaca=250 C

ve Tsu=20oC iin)................................................................................... 88

ekil 4.56. IBIGK sistemi evaporatr blgesindeki entropi retimi-birim ktle

iin (Tsu= 20oc ve msu= 0,065 kg/s iin)................................................ 89

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

15/125

XII

ekil 4.57. IBIGK sistemi evaporatr blgesindeki birim ktle iin entropi

retimi (Tsu=20oC ve msu= 0,13 kg/s iin) ............................................ 89

ekil 4.58. IBIGK sisteminin toplam entropi retimi - logaritmik izim

(Tsu=20 oC ve msu= 0,065 kg/s iin)....................................................... 90

ekil 4.59. IBIGK sisteminin toplam entropi retimi (Tsu=20oC

ve msu= 0,065 kg/s iin) ......................................................................... 90

ekil 4.60. Baca k scakl ile baca kaybnn deiimi ................................. 91

ekil 4.61. IBIGK nitesinin kullanlmasyla kazan veriminde salanan art .... 92

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

16/125

XIII

ZELGELER DZN

Sayfa

izelge 1.1. Kazanlarn baca gaz scaklklarnn kullanm yerlerine gre

deiimi............................................................................................... 3

izelge 1.2. Kazan verimlerinin tiplerine gre deiimi ...................................... 3

izelge 1.3. Is borularnda svnn evaporatre dnnde uygulanan kuvvete

gre tanmlama.................................................................................... 5

izelge 1.4. Is borularnda kullanlan baz akkanlar......................................... 8

izelge 1.5. Baz akkanlar ile malzemelerin uyumluluu.................................. 12

izelge 2.1. Farkl tiplerdeki s deitiricilerin karlatrlmas ......................... 27

izelge 4.1. Is borulu s geri kazanm sisteminin neden olduu

basn kayb... 81

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

17/125

1

1. GR

Teknolojinin ilerlemesi ve bununla balantl olarak, sanayideki gelimeler pek ok

sistemdeki snn bir baka ortama tanmas veya bu snn atlmasn

gerektirmektedir. Elektronik cihazlarn soutulmas, otoyol ve kprlerde

buzlanmann nlenmesi, nkleer santrallerin soutulmas, bacalardaki atksnn geri

kazanlmas gibi pek ok yerde snn tanmasna, baz durumlarda da atksnn geri

kazanlmasna ihtiya duyulmaktadr. Ancak s enerjisinin bir ortamdan baka bir

ortama aktarlmasnda en nemli konu tama ileminin, en az g harcanarak ve en

verimli ekilde tanmasdr. Is tayan pek ok sistem vardr. Is borular da s

tayan sistemlerden biridir. Is borularnn dier konvansiyonel s tama

sistemlerine gre en nemli stnl, byk miktarlardaki snn ok kk kesit

alanlar ile tanabilmesi ve bu tama ileminde ek bir gce gereksinim

duyulmamasdr. Ayrca tasarm ve retim kolayl, sy alan ve veren blgeler

arasnda ok kk scaklk farknn yeterli olmas ve farkl scaklk aralklarnda

altrlabilmesi gibi stnlkleri de vardr.

Is borusunun ilk ortaya k, Perkins tarafndan bulunan ve onun adyla Perkinstb olarak adlandrlan sistemdir (Peterson, 1994; Faghri, 1995). Bu cihaz ilk defa

onsekizinci yzyl ortalarnda (1836) ngilterede yaplm, fitilsiz, yerekimi

destekli birs borusudur. Buradaki s transferi, faz dnm ile salanmaktadr. Is

borusunun temelleri, 1944 ylnda Gaugler ve 1962de Trefethen tarafndan yaplan

almalarla atlmtr. Grover tarafndan 1964 ylnda ve Gaugler tarafndan 1966

ylnda, Los Alamos laboratuarlarnda (USA) yaplan almalarla tannm ve Is

Borusu ad

Grover taraf

ndan verilmitir (Chi, 1976; Faghri, 1995).

Is borusu, bir s tama cihaz olarak ok geni scaklk aralnda, deiik

byklklerde, sabit veya esnekekillerde, silindirik, dzlemsel, dnel veya

kullanm yerine ve amacna uygun olarak ok deiik ekillerde retilebilir.

Gnmzde s borularnn kullanm alan ok genitir. Kullanm yelpazesinde

bilgisayar CPUlarnn soutulmasndan nkleer santrallere (Doughty ve Pruess,

1990), uzay aralarndaki kullanmdan (Mo, 2000) elektronik uygulamalarna

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

18/125

2

(Sauciuc vd., 2000), eitli proseslerin kontrolnden gne enerjisi uygulamalarna

(Kalogirou, 2004), iklimlendirme tesislerinden (Noie-Baghban ve Majideian, 2000)

otoyollara (Faghri, 1995), petrol boru hatlarndan scaklk lme sistemlerine

(Marcarino, 2003) veya tbbi uygulamalara (Hamilton ve Hu, 1993) kadar pek ok

uygulama alannda yer bulabilmektedir (Dunn ve Reay, 1994; Peterson, 1994;

Faghri, 1995; Delil, 1998; Zhang ve Zhuang, 2003; Vasiliev, 1998; 2005).

Is borularnn uygulamalar ile ilgili s deitiricilerin kullanlmas, ounlukla gaz-

gaz sistemi olarak bilinen, bir gaz ortamndan bir baka gaz ortamna s aktaran

sistemlerde kullanlmtr. Gaz ortamdan sv ortama s aktarm iin, IsBorulu Is

Geri Kazanm (IBIGK) sistemleri ile ilgili almalar literatrde hemen hemen hi

yoktur. Bu konu ile ilgili olarak, buhar kazan baca gaz atk ssndan enerji geri

kazanm amacyla Terdtoon ve arkadalar (1996) tarafndan yaplan deneysel

alma ile Azad ve Moztarzadeh (1985) tarafndan yaplan teorik alma bilinen

nadir rneklerdir.

Bu almada, baca gazlarndan suya s geri kazanm salamak amacyla, literatrde

ok az bulunan gaz-su tipi s borulu s geri kazanm sistemi seilmitir. almasonucunda buhar kazan ve merkezi stma sistemi gibi sistemlerden atlan baca gaz

atk ssndan s borulu sistemlerle gazdan suya (kazan besleme suyu, dn suyu

veya kullanm suyuna) s geri kazanm amalanmtr. Baca gaz scaklnn

drlmesi, kazan verimini artracak ve yakt tketiminde de bir ekonomi

salayacaktr. Ayrca evreye atlan kirleticilerin de azalmas nedeniyle hava

kirliliinin azaltlmas ynnde olumlu bir katk salanm olacaktr. Kazanlarn

kullan

m yerlerine gre baca gaz

s

cakl

klar

izelge 1.1.de ve ortalama kazanverimleri de izelge 1.2.de verilmitir.

almada ilk nce tek birs borusu retilip, eitli iletme koullarndaki davran

incelenmitir. Daha sonra baca gazlarndan suya s geri kazanm salayan IBIGK

sistemi tasarmlanp, retimi yaplan sistem zerinden elde edilen deneysel sonular

irdelenmitir. Ayrca sistemin ekserji analizi yaplarak sistemin ekonomik yn

ortaya konulmutur.

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

19/125

3

izelge 1.1. Kazanlarn baca gaz scaklklarnn kullanm yerlerine gre deiimi(Bilgi, 2002)

KonutlardaKlasik kazanlar (Sv veya gaz yakt) 200250 C

Dk scaklk kazanlar (gaz yakt) 80180 C

Endstride

Buhar kazanlar 250350 C

Kzgn ya kazanlar 350400 C

Dizel motoru eksozu 540600 C

Gaz trbini eksozu 600 C

Tav frnlar 600900 C

Cam eritme frnlar 700900 C

izelge 1.2. Kazan verimlerinin tiplerine gre deiimi (Eral, 2001)

Kazan tipi st sl deere gre verim Alt sl deere gre verim

Klasik kazan < % 80 < % 89

Dk scaklk kazan % 80 89 % 89 93

Youmal kazan % 90 98 % 99 109

Is borusu; iki fazl, kapal ve yksek s iletebilme zelliine sahip bir s transfer

cihazdr. Temel olarak birs borusu, ierisinde bir miktar alma svs bulunan ve

havas alnm kapal bir hazneden ibarettir. Hazne cidarna, alma svsnn akn

dzenlemek amacyla uygun bir fitil yerletirilebilir. alma srasnda buharlatrc

(evaporatr) blgesindeki s, alma svsnn bir ksmn buharlatrmakta ve ksa

zamanda haznenin ii saf buharla doymu hale getirmektedir. Sistemden s ekilmesi

nedeniyle, youturucu (kondenser) blgesinde hazne cidar nispeten souk

olacandan bu blgede youma balar. Youan sv zerrecikleri tekrar evaporatre

dnmekte ve evrim tamamlanmaktadr. Youmu akkan tekrar evaporatre geri

getirmek iin yerekimi kuvveti veya klcal, merkezka, osmotik, manyetik vs

kuvvetler kullanlmaktadr. En ok kullanlan yntem, yerekimi kuvvetlerini

temelde esas alan yntemdir. Yerekimi kuvvetleri ile birlikte fitil kullanm da

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

20/125

4

yaygndr. Yerekiminin olmad durumlarda (uzayda) klcal kuvvetlerden

yararlanlr (Dunn ve Reay, 1994; Peterson, 1994; Faghri, 1995).

Kondenser

AdyabatikBlge

Evaporatr

ekil 1.1. Is borusunun ematik alma sistemi

ekil 1.1'de temel olarak bir s borusunun ematik gsterimi verilmitir. ekilde

grld gibi s borusu temel blmden olumaktadr. Bunlar; scak ortamdan

snn ekildii evaporatr blgesi, ekilen sy dk scaklktaki ortama aktaran

kondenser blgesi ve s alveriinin olmad adyabatik blgedir. Btn s

borularnda adyabatik blgenin olmas zorunlu deildir. Ama s veren ve alan

ortamlar olarak evaporatr ve kondenser blgeleri mutlaka bulunmaldr. Bununla

birlikte, kondenserde gizli ssn vererek gaz fazndan sv fazna dnen akkan,

s borularnda gzenekli bir yapya sahip olan fitil yardmyla, termosifonlarda ise

yerekimi kuvvetiyle evaporatre geri sevk edilir. Sz edilen bu gzenekli yap ayr

bir malzemeden rlm veya dokunmu olabilecei gibi toz metalurjisi ile retilmi

gzenekli bir yap da olabilmektedir.

Is borular, alma scaklklarna gre (dk, orta ve yksek scaklk), fitil yapsna

gre (arter-damar, kompozit vs.) ve fonksiyonuna gre (dnel s borusu, mikro s

borusu, s iletimi ayarlanabilir s borusu ve termal diyot vs.) olmak zere ok

deiikekillerde snflandrlabilmektedir. Youan svnn evaporatre dnnde

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

21/125

5

uygulanan kuvvete gre s borusunun tanmlanmas izelge.1.3.de verilmitir

(Peterson, 1994).

izelge 1.3. Is borularnda svnn evaporatre dnnde uygulanan kuvvete gretanmlama

Uygulanan Kuvvet Cihazn Ad

Yerekimi kuvveti

Kapiler (klcal) kuvvet

Merkezcil kuvvet

Elektrostatik kuvvet

Magnetik kuvvet

Osmotik kuvvetler

Termosifon

Standart s borusu

Dnel s borusu

Elektrohidrodinamiks borusu

Magnetohidrodinamiks borusu

Osmotiks borusu

1.1. Kaynama ile Is Transferi

Is borularnn almas, bir akkann sv fazndan gaz fazna, daha sonrada gaz

fazndan tekrar sv fazna dnmesi ve bu esnada s alverii yapld esasna

dayanmaktadr. Faz dnm kaynama ile meydana gelir. Kaynama, durgun sv

ierisinde doal tanmla s transferi sonucu kat yzeyde buhar taneciklerinin

(habbecik) olumaseklinde olabilecei gibi, hareket halindeki akkana zorlanm

tanmla s transferi sonucunda habbecik olumas eklinde de olabilir. Doal

tanml kaynamaya, havuz kaynamas da denilir. Kaynama ar souk (subcooled)

kaynama ve doymu (saturated) kaynama olarak da snflandrlabilmektedir (Ync

ve Kaka, 1999). Is borularnn almasnda ortaya kan kaynama, doymu

kaynama eklinde gereklemektedir. Bu kaynama trnde akkan scakl,

akkann doyma scaklnn biraz zerindedir. Genellikle akkan scakl ile

doyma scakl ayn olarak kabul edilmektedir (Faghri, 1995).

Kaynama ile s transferi olay incelendiinde, kat yzey scakl ile akkann

doyma scakl arasndaki scaklk farknn artmas sonucu, birim yzeyden

gerekleen s transferi miktar da artmaktadr. Yzey ile akkan arasnda nce

doal tanmla, daha sonra ekirdek kaynamas ile s transferi meydana

gelmektedir. Scaklk farknn daha fazla artrlmas sonucunda, belli bir kritik

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

22/125

6

noktann zerine kldnda, transfer edilen s miktarnn artmas gerekirken

azald grlmektedir (Ync ve Kaka, 1999). Sz edilen bu kritik noktaya

karlk gelen s aks, Maksimum s aks olarak adlandrlr. Bu s aksna

karlk gelen scaklk fark da Kritik scaklk fark olarak tanmlanmaktadr. Kritik

noktaya gelmeden nceki blge olan, ekirdek kaynamas blgesindeki s aksnn

hesaplanmas iin Rohsenow bants kullanlabilir (Ync ve Kaka, 1999).

Rohsenow bants;

( ) ( )3

nlgfls

swlp21

vlfgl

PrhC

TTCghq

=& (1.1)

eklinde verilmektedir. Burada; l akkann dinamik viskozitesini, buharlama

gizli ssn, ve sv ve buhar younluklarn,

fgh

l v yzey gerilmesini, doymu

svnn zgl ssn, doymu svnn Prandtl saysn, s borusu eperindeki,

ise doyma scakln ifade etmektedir. ve n deneysel birer sabittir.

lpC

nlPr wT

sT lsC

Ayn blge iin (1.1) eitlii yerine (1.2) eitliinin de kullanlabilecei ifade

edilmektedir (Tun, 2000).

( )[ 4/1vlvfg gh149,0q =& ] (1.2)

Kaynama erisi zerindeki kritik s aks snr, mhendislikte nemli bir noktadr.

Akkana kritiks aksndan daha fazla s verilmesi durumunda, kaynama tanecikli

(habbecikli) kaynamadan film kaynamaya geer. Film kaynamada stc yzey

scakl ok yksek olacandan o blgede stcnn yanmas sz konusudur. Bu

nedenle kritiks aksnn (maksimum s aks) hesaplanabilmesi iin eitli eitlikler

gelitirilmitir. Zber tarafndan gelitirilen (1.3) eitlii pratikte yaygn olarak

kullanlr (Ync ve Kaka, 1999).

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

23/125

7

( )21

l

gl

41

2v

vlvfgmax

gh

24q

+

=& (1.3)

Souk yzeyin artlarna bal olarak youma iki trl oluur. Birincisi; souk

yzey slaksa, yzey zerinde film eklinde bir youma gerekleir. kinci trde ise,

souk yzey yzeyinin, slanmasn nleyen bir madde ile kaplanmas durumunda,

youma, damlackl youma eklinde olumaktadr. (Ync ve Kaka, 1999). Is

borularnda meydana gelen youma, film youmas eklinde gerekleir (Faghri,

1995).

1.2. Is Borularnda Kullanlan Akkanlar

Is borusu ierisinde alma artlarna bal olarak ok deiik akkanlar

kullanlabilmektedir. Is borular iin, dk scaklk uygulamalar kriyojenik, yksek

scaklk uygulamalar ise sv metal s borular tanmlamas yaplmaktadr. (Chi,

1976). Dk scaklklarda; hidrojen, neon, azot, oksijen ve metan gibi gazlar, orta

scaklklarda; amonyak, freon, metanol, tolun, neptalan, su gibi akkanlar

kullanlrken, yksek scaklklarda ise cva, sezyum, potasyum, sodyum, lityum ve

gm gibi sv metaller kullanlmaktadr. izelge 1.4.de s borularnda kullanlan

baz akkanlar ve bu akkanlarn alma scaklk aralklar verilmitir (Faghri,

1995).

Is borular uygulamalarnda, tek akkan yerine farkl karmlarn kullanld

sistemler de incelenmitir. Baz akkanlarn belirli oranlarda kartrlmas ile

hazrlanan akkanlar, baz durumlarda daha verimli olabilmektedirler. Gaz

depolamals iletimi ayarlanabilen s borularnda ikili (binary) akkan uygulamas

buna rnek olarak verilebilir.

Kadoguchi vd. (1994) tarafndan yaplan bir almada etanol-su karm

denenmilerdir. Kiatsiriroat vd. (2000) tarafndan yaplan almada ise, termosifon

tipi s borularnda etanol-su karm ile Trietilenglikol (TEG)-su karmnn i

akkan olarak kullanlabilirlii incelenmitir. TEG-su karmnn, termosifonun

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

24/125

8

almas esnasnda tama limitini artrmas nedeniyle maksimum s aksn artrd

grlmtr. Benzer bir alma Nuntaphan vd. (2002) tarafndan yaplmtr.

Havann n stlmas amacyla kullanlan s borulu s geri kazanm sisteminde

deneysel olarak incelenmitir. Normal alma koullarnda 300-400 oC scaklk

aralnda, i akkan olarak Dowtherm akkan kullanlmaktadr. Bu aralkta tama

limiti nedeniyle su kullanlamamaktadr. akkan olarak TEG-su karmnn

kullanlmas, TEG veya Dowtherm kullanld durumlarla karlatrldnda, daha

fazla s transferi salayabilme zelliine sahiptir.

izelge 1.4. Is borularnda kullanlan baz akkanlar (Faghri 1995)

Akkan Erime Noktas

, K(1 atm basnta) Kaynama noktas

, K(1 atm basnta) Kullanm Aral, K

Helyum 1,0 4,21 24Hidrojen 13,8 20,38 1431Argon 83,9 87,29 84116Metan 90,6 111,4 91150Etan 89,9 184,6 150240Freon 22 113,1 232,2 193297Amonyak 195,5 239,9 213373Freon 21 138,1 282,0 233360Freon 11 162,1 296,8 233393

Pentan 143,1 309,,2 253393Freon 113 239,5 320,8 263373Aseton 180,0 329,4 273393Metanol 175,1 337,8 283403Flutec PP2 223,1 349,1 283433Etanol 158,7 354,5 273403Heptan 182,5 371,5 273423Su 273,1 373,1 303473Tolun 178,1 383,7 323473

Naptalen 353,4 490,0 408478

Dowtherm 285,1 527,0 423668Cva 234,2 630,1 523923Potasyum 336,4 1032 7731273Sodyum 371,0 1151 8731473Gm 1234 2485 20732573

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

25/125

9

alma artlarna uygun akkan seilmesi nemli olmakla birlikte ideal bir

akkanda aranlan zellikleru ekilde sralanabilir (McDonald,vd., 1996):

-Buharlama gizli ss yksek olmaldr. nk s borular, buharlama ve

youmada zerlerine aldklar gizli sy tadklar iin bu deerin fazlal

verimi artrr.

-Yksek buhar younluuna sahip olmaldr. Buhar younluunun ykseklii

sistem boyutlarnn klmesini salar.

-Akkan ile fitil veya yzey arasnda yksek temas as olmaldr. Bu durum,

svya s iletiminde arstma gereksinimini azaltmaktadr.

1.3. Is Borusuna Konulacak Akkan Miktar

Is borusu ierisine konulacak akkan miktarnn tespiti ok nemlidir. Eer

gereinden az akkan konulursa, sistemin almas srecinde akkann tamam

buharla p haznenin ierisini doldurur. Bu durumda evaporatr ksmnda sv

kalmayaca iin sistemin almas kesintiye urar. Is borusu yzeyi de arsnp

zarar grebilir. Fitilli s borularnda bu olay fitilin kurumas olarak ifade edilir.

Gereinden fazla akkan konulmas durumunda ise zellikle yerekimi destekli sborularnda karlalan tama limiti ile karlalr.

Termosifon tipi s borularnda, s borusuna konulacak akkan miktar toplam

hacmin % 15-20si orannda olabilecei bildirilmitir. Optimum akkan miktarn

Lee ve Bedrossian (1978) toplam hacmin % 15i olarak, Feldman ve Srinivassan (Lin

vd., 1995)da % 18-22si olarak nermilerdir.

Bezrodny ve Alekseyenko ise evaporatr hacminin % 50sinden fazla miktarda

akkan konulabileceini bildirmilerdir (Lin vd., 1995). Kamiya vd., ve Negishi vd.,

termosifon s deitiricilerinde maksimum performansn % 40 dolum orannda (arj

oran) saland bildirmilerdir (Lamfon vd., 1994). Faghri (1995) tarafndan da

termosifonlarda i akkanarj miktarn bulabilmek iin (1.4) eitlii nerilmitir.

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

26/125

10

( )( )

3/1

fg2l

2l

aechg

dQ3LLL

5

4V

+= (1.4)

Burada; Q s borusunun evaporatr blgesinden uygulanan s yk, Le , Lc ve La

srasyla evaporatr, kondenser ve adyabatik blge uzunluklar ve d ise s borusu

apn ifade etmektedir.

1.4. Fitiller

Is borular ierisinde, kondenser blgesinde youan akkann evaporatr blgesine

tanmas, termosifonlarda yerekimi kuvveti ile gereklemektedir. Eer

yerekimsiz ortamda kullanlan bir s borusu ise (rnein uzayda kullanlan s

borusu), svnn tanmas, hazne ierisine yerletirilen fitilin klcall ile

salanmaktadr. Bu klcallk eitli tellerden rlm fitiller olabilecei gibi s

borusu ierisine alan yivler yardmyla da salanabilmektedir (Dunn ve Reay,

1994). Bu fitiller bakr, pirin ve paslanmaz elik tellerden rlerek yaplabilirler.

Baz durumlarda da toz metalurjisi ile gzenekli olarak retilen malzemeler de

(Sinterlenmi malzemeler) kullanlmaktadr (Faghri, 1995).

Fitil malzemesinden beklenen zelliklerunlardr:

- Youan i akkannn geri dn iin gerekli ak kesitini salamas,

- Gerekli klcal pompalama basncnn salanmas iin sv-buhar ara

yzeyinde gzeneklerin olumasna imkan vermesi,

- Sv-buhar ara yzeyi ve s borusu i yzeyi arasnda iyi bir s ak

salayabilmesi eklinde sralanabilir.

Is borularnda, fitil veya fitil grevini yapacak zel kanallar, yerekimsiz ortamlarda

ve mikro s boru uygulamalarnda yaygn olarak kullanlr. Bu anlamda, dzlemsel

s borusu uygulamalarnda bakr tozunun kullanlmas Leong ve Liu (1997)

tarafndan incelenmitir. rlm paslanmaz elik tellerden (50 Mesh) oluan

fitillerin, kk s yklerinde yatay konumda kullanld uygulama ise Kadoguchi

vd. (1997) tarafndan aratrlmtr. te yandan, s borusu i yzeyine alan klcal

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

27/125

11

kanallarn kullanmeklindeki uygulama ile ilgili alma da Stephan ve Buse (1992

ve Passos ve Reinaldo (2000) tarafndan yaplmtr.

Yerekimi destekli s borularnda akkann kondenserden evaporatre ak

yerekimi kuvvetiyle salanmaktadr. Bu tr uygulamalarda fitil kullanlmas

zorunluluu yoktur. Ancak baz uygulamalarda fitil kullanlmasnn yararl olaca

bildirilmitir. Yerekimi destekli s borularnda, fitil olarak pamuktan yaplm

lamba fitilinin kullanlmas Said ve Bilal (1999) tarafndan deneysel olarak

incelenmitir. Fitil kullanlmasnn toplam s transferi katsaysn artrd

bildirilmitir.

Termosifonlarda fitil kullanlmasnn nedenleri (Faghri, 1995) u ekilde

sralanabilir:

- Buhar ile sv ara yzeyinde oluan tanmay azaltmak,

- Eimli termosifonlarda svnn dairesel olarak s borusu yzeyine

dalmna yardmc olmak,

- Evaporatrde ekirdek kaynamasn kolaylatrmak,

- Kondenser ksmnda youmayla olan s transferini artrmak.

1.5. Is Borularnda Kullanlan Malzemeler

Is borularnda bakr, elik, alminyum, seramik vs gibi malzemeler kullanlabilir.

Bu malzemelerin, alma artlarna bal olarak i akkan ile uyumlu olarak

alabilmeleri istenir. Malzeme seiminde en nemli konu akkan ile uyumluluu,

yani al

ma esnas

nda gaz retiminin olmamas

d

r.

Is borularnda kullanlan baz malzemeler yksek scaklkta i akkan ile

reaksiyona girerek gaz retimi yaparlar. Eer alma srecinde gaz retimi olmusa,

youmayan gazlar s borusunun st blgesinde toplanp bloke ederek, kondenser

blgesinde s transfer edilen yzeyin azalmasna neden olurlar. izelge 1.5.de s

borularnda yaygn olarak kullanlan baz akkanlar ile s borusu malzemelerinin

uyumluluklar verilmitir.

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

28/125

12

izelge 1.5. Baz akkanlar ile malzemelerin uyumluluu (Chi, 1976; Gngr, 1995)

a l m a A k k a n Malzeme

Su Aseton Amonyak Metanol

Bakr G G UD G

Alminyum GB L G UD

Paslanmaz elik GY UO G GY

Nikel UO UO G L

G: Gemi uygulamalara gre nerilebilir. UO: Uygun olabilir.GB: Btn scaklklarda gaz retimi. UD: Uygun deil.GY: Yksek scaklklarda gaz retimi. L: Literatre gre nerilebilir.

1.6. Is Borularnn almasn Snrlayan Limitler

Is borusu tasarmndaki en nemli konu, s borusunun transfer edebilecei s

miktardr. Is borusu birka Wtan birka KWa kadar s tayabilecek ekilde

tasarmlanabilir. Ancak s borularnn da tayabilecekleri bir s yk snr vardr.

Bu limitler; viskoz, ses, klcal pompalama, kprme ve kaynama limitleri olarak

s

ralanmaktad

r. Bu limitlerin her biri fitil yap

s

na, i ak

kan

na, s

cakl

a,

s

borusunun konumuna ve boyutlarna baldr. Is borularnn almalarn kstlayan

bu faktrlerle ilgili olarak ok sayda alma yaplmtr. Shatto vd. (1997), El-Genk

ve Saber (1997), Hashimoto ve Kaminogo (2002), Ong ve Haider-E-Alalhi (1999),

Peterson ve Bage (1991) ve Kim ve Peterson (1994) tarafndan yaplan aratrmalar,

bu konuda yaplan almalara rnek olarak verilebilir.

1.6.1. Klcal Limit

Klcal limit, klcal pompalama limiti olarak da bilinir. Sz edilen bu limit, s

borusunda youan svnn, evaporatrden kondensere, fitilde oluan klcallkla

tanmasnda karlalan bir limittir. Is borusu ierisine yerletirilen fitil, gzenek

yaps ve akkann yzey gerilmesi ile bantl olarak, klcal basn oluturur. Bu

klcal basncn s borusu ierisindeki basn kayplarndan daha byk olmas

gerekir.

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

29/125

13

Is borusu ierisindeki basn dm farklekilde meydana gelir. Bunlar;

Pl: Svnn kondenserden evaporatre dnmesi iin gerekli basn fark,

Pv: Buharn evaporatrden kondensere dnmesi iin gerekli olan basn fark,

Pg: Yerekimi kuvvetine bal olarak ortaya kan basn dmdr. Bu deer,

sfra eit, sfrdan byk veya kk olabilir.

Pklcal >Pl + Pv + Pg (1.5)

Is borusundaki maksimum klcal pompalama basncnn, borudaki toplam basn

dmnden byk olmas gerekir. Eer klcal pompalama basnc kkse fitilin

buharlatrc blgesi kuru olacaktr. Sonuta kondenserden evaporatre dnen

akkan miktar verilen sy tayamayacaktr.

1.6.2. Viskoz Limit

Dk scaklktaki almalarda, akkann viskoz kuvvetleri, buhar aknda baskn

olmaktadr. Bu durumla sadece s borusunun ilk almaya balamasnda karlalr.

Bu sorunla karlamamak iin, s borusu ierisindeki toplam basn dmnnbuhar basncna oranna baklr. Bu orann (1.6) eitliinde gsterildii gibi 0,1den

kk olmas yeterlidir (Dunn ve Reay 1994).

1,0P

P

v

v T

> 75 oC) s deitiricisinin baz sralarndaki termosifonlarda amonyak ve geri kalan

sralarnda ise su kullanlmas durumunda, kart akl dzenleme iin s transferi

performansnda az miktarda iyileme olduu bildirilmitir. Bununla birlikte, paralelakta btn scaklklarda, iki akkanl uygulama nerilmemektedir. Is

deitiricisinin baz sralarnda farkl akkan kullanlmas zellikle yksek scaklk

uygulamalar iin nerilmektedir. 375 oC > T > 350 oC scaklk aralnda baz

sralarda Dowtherm ve baz sralarda su kullanlmasnn s transferini nemli lde

iyiletirecei (% 1599 orannda) bildirilmitir.

Gazdan gaza

s

transferi salayan termosifon tipi

s

deitiricilrde, kk Reynoldssaylarnda, hava tarafndaki s transferi performansnn, sisteme elektrik alan

uygulanmas durumundaki deiimi (Wangnipparnto vd., 2002) incelenmitir.

Termosifonun kondenser ksmna, borular arasna elektrotlar yerletirilerek yksek

voltajla elektrohidrodinamik etki (EHD) uygulanmtr. Uygulanan EHD nedeniyle

s deitiricinin s transferi katsaysnda art salanmtr. Katsaydaki bu artmann

nedeni, oluan manyetik alann elektrotlar evresinde ve dolaysyla termosifonlar

etrafnda meydana getirdii manyetik alan etkisidir. Oluan manyetik alan, hava

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

45/125

29

akm ile ters ynl olduundan EHD etkisinin yarar ancak Re saysnn ok kk

deerlerinde olmaktadr. Yaplan deneylerde hava akmnn kk Reynolds saylar

iin (Re=58), elektrotlara 17,5 kVluk bir gerilim uygulandnda, s deitiricinin

s transferi katsaysnda yaklak % 15lik bir art gzlenmitir. Re says 230a

ykseltildiinde katsaydaki art % 10lara dmektedir. Uygulanan voltaj 15,5

kVun altnda olduu durumlarda s transferindeki art nemsiz olmaktadr. Ancak

voltajn 17,5 kVun zerine karlmas durumunda da kvlcm atlamas meydana

geldii bildirilmitir.

Wadowski vd. (1991)nin yapt bir almada, ok kk scaklk fark ile alan

iklimlendirme tesislerindeki gaz-gaz tipi s borulu s geri kazanm sistemlerindeki

histerisis (kararszlk-dalgalanma) incelenmitir. Sistemin almas esnasnda, s

borusu yzeyi ile i akkan scaklklar arasndaki farkn (Te) ok az olmas

durumunda, verimde bir azalma meydana gelmektedir. Verimdeki bu dn

nedeninin, s borusu iindeki kaynamann balamas iin gerekli olan enerjinin

yetersiz olmasndan kaynakland bildirilmitir. Bu problemin zm iin yazarlar

tarafndan bir tetikleme dzenei nerilmitir. 12V elektrik kullanarak s borsunun

evaporatr ksmna elektrik enerjisi verilmi ve kaynamann ilk balamaskolaylatrlmtr. almada R22 akkann iin kaynamann balamasnda gerekli

olan scaklk farknn 11,5 oC olduu bildirilmitir. Bu scaklk farknn

oluturulmas iin ihtiya duyulan s aks da, Rohsenow bantsna gre 4 kW/m2

olarak bulunmutur. Yaplan tetikleme ile dk scaklk farkllklarnda da sistemin

verimliliinde nemli bir art saland bildirilmitir.

Is

borular

n

n al

malar

esnas

nda korozyondan etkilenmelerini nlemek amac

ylabaz almalar yaplmtr. Bacadan s geri kazanmnda, s borularnn evaporatr

ksmlarnda korozyon olumaktadr. Korozyon nedeniyle oluan birikintiler, s

iletimine bir diren olutururlar. Terdtoon ve arkadalar (2000), ekonomizerlerde

kullanlan termosifonlarda korozyonu nlemek iin farkl boya kullanmlardr.

almada, bu boyalar alminyum, bakr ve elik borulardan yaplms borularnda

denenmitir. Deneylerde en fazla korozyonun alminyum borularda olutuu

grlmtr. alma sonucunda, korozyonu nlemek iin gerekli olan optimum

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

46/125

30

boya kalnl verilmitir.Yksek scaklks borularndaki korozyon sorunu ile ilgili

olarak Tu ve arkadalar (1999) tarafndan da benzer bir alma yaplmtr.

Terdtoon ve arkadalar (2001) tarafndan yaplan almada, s borusu i yzeyinde

oluan korozyonu nlemek iin,s borularn tavlama ve i akkan ierisine eitli

inhibitrlerin katlmas denenmitir. almada bakr, elik ve alminyum s borular

kullanlmtr. 150, 250 ve 350 oC ortam scaklklarnda 4000 saatlik bir alma

sreci sonunda deerlendirme yaplmtr. Atk s geri kazanmnda en uygun s

borusu malzemesinin bakr olduu, sl korozyondan korunmak iin 20 ppm

Na2HPO4n alma akkan olan su ierisine ilave edilmesinin ok iyi sonular

verdii bildirilmitir.

Yang vd. (2003), otomobil motorlarnn eksoz gaz ile s borularyla stlmas iin

yaptklar almada, s borusundaki youmayan gaz retimini aratrmlardr. Gaz

retimini nlemek amacyla, s borusu ierisinin sl ilemle, bir kabuk tabakas ile

kaplanmasnn uygun olacan bildirmilerdir. Akyurt ve Al-Rabghi (1999)nin

yaptklar almada da elik s borularnda youmayan gaz retiminin nlenmesi

iin i akkan olarak NaCr solsyonu-su karmnn kullanlmasnn uygunolduunu 15000 saat sren test almas sonucuna dayanarak bildirmilerdir.

Atk sdan geri kazanm iin, plakal, kart akl, s borulu s deitiricilerdeki

konfigrasyonunu belirleyen parametrelerin (kanat ykseklii, kalnl ve kanat

aral ile boru ap ve says) seimi ile ilgili matematiksel bir alma Swanson

(1989) tarafndan yaplmtr.

Lamfon ve arkadalar (1994)nn yaptklar almada, s borulu s geri kazanm

sistemindeki su, amonyak, hava, baca gaz ve su-amonyak karmnn baz fiziksel

zelliklerini (zgl s, sl iletkenlik, dinamik viskozite, yzey gerilme vs.) veren

matematiksel ifadeleri karmlardr. Ayrca bu evrimde kullanlan pirin, bakr ve

dk karbonlu elikler iin sl iletkenlikleri scakla bal olarak veren

matematiksel ifadeleri tretmilerdir.

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

47/125

31

Vasiliev (1998; 2005) tarafndan yaplan literatr taramasnda, eski Sovyetler Birlii

lkelerinde s borular ve s geri kazanm ile ilgili almalar zetlenmi, zellikle

Rusya, Ukrayna, Belarus ve Moldovada, konu ile ilgili nemli almalarn yapld

bildirilmitir. Saucuc vd. (1996) Avustralya ve Yeni Zelandada, Delil (1998)

Hollanda Ulusal Uzay Laboratuarnda ve Lee (2001)de Korede s borular ve

uygulamalar ile ilgili yaplm olan almalar zetlemilerdir.

Faghri (1996)nin yapt almada genel olarak s borularnn almas, limitler,

termosifonlar ile tm eitlerinin alma ekilleri anlatlp ksa bir zet verilmitir.

Akyurt vd. (1993) tarafndan yaplan literatr taramasnda da, atk s geri kazanm

sistemlerinde kullanlan s borular genel olarak incelenmi, zellikle yerekimi

destekli s borular ve termosifonlarla ilgili olarak yaplm almalar hakknda

genel bilgi verilmitir.

Zhang ve Zhuang (2003) ile Tongze ve Zengqi (1989) nin yaptklar almalarda

inde s borusu teknolojileri, s borularnn endstriyel uygulamalar konularnda

yaplm olan almalar zetlenmitir. Buradaki almalar geni bir yelpazede

olmasna karn, endstriyel alanda s geri kazanmna ynelik olan almalardikkate deerdir. Zhang ve Zhuangun yapm olduklar almada verilen bir rnek

fiziksel lleri asndan dikkat ekicidir. Baca gazlarndan havann stlmas iin

retilen, kart akl, gaz-gaz tipi s borulu s geri kazanm nitesinde, 51mm

apndaki s borularndan toplam 1914 adet kullanld bildirilmitir. Is borularnn

uzunluu 6 mdir. Baca gaz scakls borulu s deitiricide, 297,7 oCden 171,2oCe drlm ve yanma havas 54,8 oCden 228,7 oCe kadarstlmtr. Is geri

kazan

m nitesinin neden olduu bas

n kayb

n

n 580 Pa ve geri kazan

lan

s

enerjisinin de 43,1 GJ/h (11,970 kW) olduu bildirilmitir.

Reid ve Merrigan (2005), s borular ile ilgili olarak 1990 ile 1995 yllar arasnda

Amerikallar tarafndan yaplan, Suzuki ve Nishio (2001)da Japonlar tarafndan

yaplan almalarla ilgili bir yayn listesi vermitir.

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

48/125

32

3. MATERYAL VE YNTEM

Bu almada stma sistemlerinden s geri kazanm amacyla s borularnn

kullanlabilirlii aratrlmtr. eitli sistemlerde kullanlan buhar kazanlar,

merkezi stma kazanlar gibi kazanlardan atmosfere atlan atk sdan geri kazanm

amalanmtr. almada, yakt olarak kat (kmr), sv (fuel-oil) veya gaz (LNG

veya LPG) yakt kullanan merkezi stma sistemlerinin baca gazlarnn duyulur

ssndan yararlanmak amacyla IBIGK sistemleri zerinde allmtr. Kullanlacak

sistemle baca kaybnn azaltlmas, dolaysyla da kazan veriminin ykseltilmesi

amalanmtr.

almaya balamadan nce, Ispartada kullanlan eitli byklklerde ve eitli

yaktlar kullanan kazanlarn baca scaklklar llmtr. Yaplan baca lmleri

sonucu u sonular bulunmutur: Kat kaloriferli olarak kullanlan kmrl, fanl

alan kazanlarda, baca scakl 385520 oC olarak llmtr. Fanl alan

kmrl merkezi kalorifer kazanlarnda ise baca scakl 210650 oC arasnda

llmtr. Stokerli alan bir kazanda 215 oC baca scakl llmtr. Motorin

kullanan kat kaloriferlerinde 215o

C baca scakl, fuel-oil kullanan baka birkazanda ise 220 oC baca scakl llmtr.

Baca scaklnn ok yksek olduu durumlarda fann yanma odasna ok miktarda

hava gnderdii (baca hznn ok yksek olduu), yanma odasna ihtiyatan fazla

miktarda yakt yklendii ve kmrn sl deerinin de yksek olmas nedeniyle

yanma odasndaki yksek scakl kazann alamamasndan kaynakland tahmin

edilmektedir. Ayr

ca duman borular

nda kazan

n imalat

nda bulunan trblatrlerinkullanlmamas ve kazan yakma sisteminin yanl uygulanmas nedeniyle ok yksek

baca scaklklarnn olutuu dnlmektedir. Yaplan lmlerden elde edilen

sonular, s geri kazanm sistemlerinin sv ve gaz yakt kullanan sanayi tipi

kazanlarn yannda, konutlarda da kullanlmasnn yararl olacan gstermektedir.

Ancak kmrl sistemlerde IBIGK sistemi ierisinde oluabilecek kurumlanma

nedeniyle kullanlmasnda zorluklarla karlalabilecektir.

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

49/125

33

Bu alma iki blmden olumaktadr. Birinci blmde, yerekimi destekli tek bir

s borusu (termosifon) imal edilip bu s borusunun eitli s yklerindeki ve eim

alarndaki performans gzlenmitir. Ayrca kondenser blgesindeki soutucu

akkan debisinin sistem performansna etkisi incelenmitir. kinci blmde ise baca

gazlarndan suya s geri kazanm salayan bir IBIGK sistemi tasarmlanp, retimi

gerekletirilmitir. Sistemin eitli baca scaklklar, hzlar ve soutma suyu

debilerindeki performans deneysel olarak belirlenmitir.

3.1. Is Borusunda Kullanlacak Akkan Seimi

Is borularnda kullanlacak akkan seiminde ilk nce dikkate alnacak konu

alma scakldr. Bu almada baca gazlarnda suya s aktarm salanaca iin

baca scakl ve snn aktarlaca su scakl dikkate alndnda s borusundaki i

scakln 40 ile 120 oC arasnda olaca beklenmektedir. izelge 1.4. incelendiinde

s geri kazanm sistemimizin alma scaklk aralnda (40120 C arasnda) Su,

Freon-11 Metanol, Etanol ve Asetonun kullanlabilecei ilk ngrdr.

0,00E+00

1,00E+08

2,00E+08

3,00E+08

4,00E+08

5,00E+08

6,00E+08

40 60 80 100 120

alma scakl (C)

Meritsays

Su AsetonEtanol Freon-11Metanol

ekil 3.1. eitli i akkanlar iin Merit saysnn scaklkla deiimi

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

50/125

34

Akkan seiminde sadece scaklk aralna bakmak yeterli olmamaktadr. Ayn

zamanda akkann younluu, buharlama gizli ss, yzey gerilmesi ve

viskozitesini de dikkate alma zorunluluu vardr. Bu zelliklerin tamamn ieren

Merit says tanmlanmtr. Herhangi bir akkan iin Merit saysnn yksek olmas,

s borusunda i akkan olarak kullanlmasnn daha uygun olduunu gsterir. Is

borularnda kullanlacak akkanlar iin Me says (3.1) eitliinden hesaplanabilir

(Peterson, 1994).

l

fgll hMe

= (3.1)

Merit saysna sv tama faktr de denilmektedir (Tun, 2000). Bu almada, s

borusu ierisinde kullanlabilecek baz i akkanlar iin Merit saysnn scaklkla

deiimi ekil 3.1de grlmektedir.

Is borularnda kullanlan akkanlarn seiminde ilk devreye girme kolayl da bir

lttr. Is borulu sistemin, ilk altrlmasnda s borusunun devreye girmesinin

hzl olmas istenir. Bu lt, literatrde Priming faktr (Pf) olarak adlandrlr veyzey gerilmesinin, sv younluuna oran olarak tanmlanr (Dunn ve Reay, 1994).

vs

vsPf

= (3.2)

Farkl akkanlar iin bu faktrn deiimi ekil 3.2. de verilmitir. Bu ekil

incelendiinde sistemin ilk altrlmasnda incelenen akkanlardan en ncedevreye girecek olan s borusunun freon kullanlan sistemler olduu grlr.

Freondan sonra gelen akkan ise sudur. Dier akkanlar ise benzer bir davran

sergilemektedirler. ekil 3.1. ve ekil 3.2. incelendiinde bizim alma artlarmza

en uygun akkann su olduu aka grlebilmektedir. Burada kullanlacak olan su,

saf sudur. Saf su, buhar younluunun ve buharlama gizli ssnn yksek olmas,

zehirleyici olmamas, ok ucuz olmas gibi nedenlerden dolay orta scaklklarda

al

t

r

lacak

s

borular

iin ok uygun bir ak

kand

r.

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

51/125

35

Suyun kullanld sistemlerde ilk devreye girmesinde zellikle dk scaklklarda

zorlukla karlalabilecei de gz ard edilmemelidir. Dk scaklklarda ilk

devreye girmede gerekli ar stma miktar artmaktadr. Tanecik kaynamasnn

oluabilmesi iin gerekli ar stma miktar Noie-Baghban ve Majideian (2000)

tarafnda (3.3) eitlii verilmitir.

=

fgv

vl

h

T06,3T (3.3)

Burada sl tabaka kalnl olup 0,15 mm olarak alnabilir (Noie-Baghban ve

Majideian, 2000). akkan olarak su kullanlmas durumunda, s borusunun 45 C

alma scaklnda ihtiya duyduu ar stma miktarnn 20 C olduu

bildirilmitir.

0,00E+00

2,00E-05

4,00E-05

6,00E-05

8,00E-05

1,00E-04

1,20E-04

1,40E-04

40 60 80 100 120

alma scakl (C)

Primingfaktr.

Su Aseton

Etanol Freon-11Metanol

ekil 3.2. eitli akkanlar iin Priming faktrn scaklkla deiimi

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

52/125

36

3.2. Is Borusu Malzemesinin Seimi

izelge 1.4.n incelenmesiyle daha nceden i akkan olarak kullanlmasna karar

verilen su ile en uyumlu malzemenin bakr olduu grlr. Is borusu malzemesi

olarak alminyum seilmesi durumunda btn scaklklarda gaz retiminin olaca,

paslanmaz elik kullanlmas durumunda da yksek scaklklarda gaz retiminin

olaca bildirilmektedir (Chi, 1976; Gngr, 1995). Literatre gre, su ile uyumlu

olarak alabilecek bir baka malzemede 347 paslanmaz eliktir (Faghri,1995).

Ancak zel bir elik tr olan bu malzemenin bulunmas lkemiz koullarnda ok

zordur. Yaplan incelemeler sonucunda i akkan ile kullanlabilecek en uygun s

borusu malzemesinin bu alma iin bakr olduuna karar verilmitir.

Is borusu et kalnl ve kapak kalnlklar, i basnc tayabilecekekilde olmaldr.

Bu da yaklak i apn %10u orannda olabilecei Rajesh ve Ravindran (1997)

tarafndan bildirilmitir. Bu almada, s borusunun orta scaklklarda almas

nedeniyle, i basn atmosfer basncnn ok fazla zerine kmayacaktr. Bu nedenle

s borusunun tasarmnda mukavemet, fazla bir sorun tekil etmeyecektir.

3.3. Is Borusuna Konulacak Akkan Miktar

Is borusu ierisine arj edilecek akkan miktar daha nceden birinci blmde

akland gibi eitli limitler nedeniyle nemli olmaktadr. Literatre gre toplam

hacmin % 15-22si orannda, veya evaporatr hacminin % 40-50si orannda akkan

koyulabilecei bildirilmitir (Lee ve Bedrossian 1978; Lin vd., 1995; Lamfon vd.,

1994). Literatrde verilen farkl

ak

kan miktarlar

yakla

k olarak ayn

miktarlarakarlk gelmektedir. Bu bilgilerden hareketle bu almada, s borusu ierisine

evaporatr hacminin % 50si orannda akkan konulmas uygun grlmtr.

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

53/125

37

3.4. Is Borusu retim Aamalar

Bu almada, s borusu ve s borusu gurubunun imalat gerekletirilirken, akkan

ve malzeme seiminden sonra Chi (1976) ve Dunn ve Reay (1994) tarafndan

nerilen aadaki ilem sras takip edilmitir.

- Borularn hazrlanmas, kesimi, temizlenmesi,

- Eer kullanlacak ise fitil malzemesinin seimi, hazrlanp yerletirilmesi,

- Ularn kapatlmas (kaynak ilemleri), vakumlama ve akkan doldurma

aznn braklmas,

- Vakuma alma ileminin her birs borusu iin uygulanmas,

- Doldurma ilemlerinin her bir akkan iin tasarlanan miktarda akkan ile

gerekletirilmesi,

- Her ilem basamanda gerekli temizleme ilemlerinin yaplmas,

- Is borularnn test edilmesi gibi ilemler srasyla uygulanr.

3.5. Is Borusu ile lgili Deneysel alma

Tek s borusu ile ilgili deneysel almada 22 mm apndaki ve 1,2 mm etkalnlnda bakr boru kullanlmtr. Is borusunun evaporatr ve kondenser

blgeleri 35 cm, adyabatik blge ise 10 cm olmak zere, toplam 80 cm

uzunluundadr. Is borusunda i akkan olarak saf su kullanlmtr.

Is borusunun retilmesi aamalarnda, literatrde (Chi,1976; Dunn ve Reay, 1994)

verilen ilem sras takip edilmitir. ncelikle s borusu ii yabanc maddelerden

uygun ekilde temizlenmitir. Bu temizleme ileminde %10 asit ieren su ile, boru iitemizlenip i akkan olan saf su ile ykanmtr. Temizleme ileminden sonra

vakum pompas ile 160 mmHg (tor) basnca kadar vakum edilmitir. Is borusu

ierisinin youmayan gazlardan temizlenmesi iin 10-4 tor basnca kadar vakum

edilmelidir. Akyurt vd. (1993). ok hassas vakum olan 10-4 tora kadar inilebilmesi

iin zel difzyon tipi vakum pompalarna ihtiya duyulmaktadr. Byle bir vakum

pompas temin edilemedii iin eldeki mevcut imkanlarla ancak 160 tora kadar

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

54/125

38

inilebilmitir. Burada kullanlan vakum pompas soutma sistemlerine akkan

arjnda yaygn olarak kullanlan paletli tip vakum pompasdr

Bu ilemden sonra, s borusu iine literatre uygun ekilde yaklak evaporatr

blmnn % 50si orannda saf su arj yaplmtr. arj ilemi, s borusu ierisine

vakumlama ileminden sonra s borusu ierisine tekrar gaz szmasn nlemek

amacyla Peterson (1994) ve Faghri (1995) tarafndan nerilen arj dzeneine

benzer olarak hazrlanan zel bir dzenekle yaplmtr.

Is borusunun evaporatr blgesine elektrikli stclarla s enerjisi verilmi, verilen

snn miktar, zel olarak bu i iin yaptrlan 4,5 kVAlk bir Varyak trafo (ayarl

trafo) ile ayarlanmtr. Evaporatr blgesi zerine sarlan elektrikli diren tellerinin

bakr boru ile temas ederek ksa devre yapmasn nlemek amacyla, seramik

boncuklar kullanlmtr. Kondenser blgesi, 35 mm apndaki bir boru ile

oluturulmu ve sy ekmek iin ebeke suyu kullanlmtr.

Is borusu yzeyindeki scaklk dalmn grmek iin evaporatr ve kondenser

blgelerine 4er adet, adyabatik blgeye ise 1 adet K tipi sl ift yerletirilmitir. Isliftlerin yzeydeki scakl iyi birekilde alglayabilmeleri iin yzeye yaptrlp,

zerlerinden boruya sk bir ekilde kelepelenmilerdir. Ayrca s borusu iindeki

buhar scakln lmek amacyla 1 adet, kondenser blgesine giren ve burada snp

kan soutma suyu scakln lmek iinde birer adet sl ift kullanlmtr.

Kullanlan sl iftlerstc olarak kullanlan direnlerin yksek yzey scaklndan

etkilenmemesi iin mineral izoleli olarak seilmitir.

Kondenser blgesinde dolaan su debisi, Krohne marka VA40V7R tipi, 1 l/h

blntl debimetre ile llmtr. Is borusu iindeki basnc lmek iin basn

manometresi kullanlmtr. Sisteme varyak trafo ile verilen elektrik enerjisini

lmek amacyla uygun ekilde bir Voltmetre ve Ampermetre balanmtr. Is

borusu zerindeki scaklklar K tipi sl iftlerden gelen sinyalleri alan bir elektronik

kart yardmyla bilgisayardan scaklk olarak okunmutur. Scaklklar okumak iin

Advantech PCL 818 HG ana kart ve sl ift balantlar iinde PCLD 8115

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

55/125

39

elektronik kart kullanlmtr. Ana karttan alnan sinyalleri, scakla dntrmek

iin zel bir yazlm program kullanlmtr.

Is borusu d yzeyinden ortama olan s kayplarn nlemek amacyla evaporatr

ksm ta yn ile kondenser ksm ise camyn ile yaltlmtr. Yaplan deneylerde

zellikle evaporatr ksmnda oluan yksek scaklklar kullanlan yaltm

malzemesine (stc diren yzey scaklnn yaklak 800 oC olarak llmtr)

zarar vermitir. Bu sebeple evaporatr blgesinde ek yaltm malzemeleri

kullanlmasna gereksinim duyulmutur. Bu amala stclar zeri nce rlm

asbest ile sarlmtr. Daha sonra metal bir klf ierisine konulan 5 cm kalnlndaki

perlit ile yaltm kuvvetlendirilip, son olarak zeri alminyum folyo ile kapl olan 10

cm kalnlndaki cam yn ile yaltlmtr. Deney dzeneinin ematik olarak

grn ekil 3.3.de verilmitir.

Deneysel almada parametre deitirilmitir. Bunlar; s borusunun eim as,

evaporatr blgesinde uygulana s yk ve kondenser blgesinden geen su

debisidir. Eim as, s borusunun yer dzlemi ile paralel olduu durum (yatay

pozisyon) 0 ile 90 arasnda 15er derece aralklarla ayarlanmtr. kinci parametreolan evaporatr blgesine uygulanan s yk 200, 500, 900, 1400, 2100 ve 3000 W

uygulanmtr. Kondenser blgesinde dolaan su debisi ise 1040 l/h aras 5 l/h

aralklarda (10, 15, 20, 25, 30, 35 ve 40 l/h) debilerde deneyler yaplmtr. Ayrca s

borusu ierisindeki basncn gzlenebilmesi amacyla, uygun bir basn gstergesi

kullanlmtr.

ekil 3.3.te ematik olarak

s

borusu deney dzenei ve ekil 3.4.te de,

s

borusuzerine sl iftlerin yerletirilmi haldeki durumu grlmektedir.

Yaplan deneylerden alnan lm sonularna gre s borusu zerindeki scaklk

dalmnn alma artlarna gre deiimi ve kondenser blgesi iin toplam s

transferi katsaysnn deiimi gzlenmitir.

Toplam s transferi katsaysnn hesaplanmasnda (3.4) eitlii kullanlmtr.

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

56/125

40

VaryakTrafo

Debimetr

PCL- 818 HG Kart

Elektrikli stc

Veri kaydedici

Sabit seviyesu deposu

ekil 3.3. Is borusu iin deney dzeneinin ematik olarak grn

ekil 3.4. Is borusu zerinde scaklk lme elemanlarnn yerleri

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

57/125

41

TA

QU

= (3.4)

Burada ; s borusu i scakl ile kondenser blgesindeki su scakl arasndaki

farktr. Kondenser blgesi scakl olarak, bu blgeye giren ve kan su scaklnn

ortalamas alnmtr. Q ise, s borusunun kondenser blgesinden ekilen s olup,

(3.5) eitliinden hesaplanr.

T

sup TCmQ = (3.5)

Buradaki m kondenserde dolaan soutma suyu debisi ve T suisekondensere giren

ve kan su scaklklarnn farkndan bulunur.

Kondenser blgesi iin yzey s aks ise (3.6) eitlii ile hesaplanabilir. Bu

eitlikteki A, kondenser blgesi yzey alann gstermektedir.

A

Qq =& (3.6)

Is borusu iin radyal s aks, s borusunun kondenser ksmndan transfer edilen

snn, s borusu kesit alanna oraneklinde tanmlanabilir. Radyal s aks iin (3.6)

eitlii ile verilen yzey s aks iin yazlan eitlik kullanlmakla birlikte, buradaki

Ann s borusunun kesit alanna karlk geleceine dikkat edilmelidir.

Is

borular

ile ilgili al

malarda eer

s

borusunun i s

cakl

bilinemiyorsaevaporatr ve kondenser yzey scaklklarndan, bu blgelerin uzunluklar dikkate

alnarak alnan ortalamalar ile buhar scakl tahmin edilebilmektedir (Huang ve

Tsuei, 1985). Buhar scakl, yzey scaklklarndan (3.7) eitlii ile bulunabilir.

ce

cc,wee,wv

LL

LTLTT

+

+= (3.7)

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

58/125

42

Burada Tw,e ve Tw,c srasyla kondenser ve evaporatr blgeleri iin ortalama yzey

scaklklar, Le ve Lcde srasyla evaporatr ve kondenser uzunluklarn

gstermektedir.

Lin vd. (1995)ne gre s borusundaki s tanm katsays nn bulunmas iin

evaporatr ksms aks ile evaporatr ve kondenser blgeleri yzey scaklklarnn

ortalamasndan yararlanmtr. Lin vd.ne gre s tanm katsays;

ce TT

A/Q

= (3.8)

eitlii ile bulunur. Lin vd.nin deneysel sonularndan s tanm katsays iin (3.9)

eitliini tretip nermilerdir.

( ) 41,03/218,0v VqP943,0+= & (3.9)

Burada s tanm katsays, P s borusu ierisindeki doyma basnc ve s aks

olarak verilmitir. V

q&

+s borusunun arj orandr.

0

50100

150

200

250

0 15 30 45 60 75 90

Eim as

Max.s

aks(

kW/m

2).

50 C

65 C

80 C

95 C

ekil 3.5. eitli eim alarnda s borusunun tayabilecei maksimum s aks

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

59/125

43

Deneysel amal olarak retilen s borusunun maksimum tayabilecei s aks

Golobic ve Gaspersic (1997) tarafndan tretilen (1.15) eitlii ile, farkl eim alar

ve alma scaklklar iin hesaplanarakekil 3.5.de grafik olarak gsterilmitir.

Hesaplamalar, s borusunun 50 oC, 65 oC, 80 oC ve 95 oC i scaklklarnda

alaca kabul ile yaplmtr. Is borusunun tayabilecei maksimum s aks

(1.5) eitliinden, yukarda sz edilen scaklklar iin hesaplanarak ekil 3.5.te

verilmitir.

3.6. IBIGK Sistemi ile lgili Deneysel alma

Is borulu s geri kazanm sisteminde toplam 16 borudan oluan birs borusu demeti

kullanlmtr. Borular dz sral olarak denmitir. Boru eksenleri arasnda enine ve

boyuna aralklar eit olup 45 mmdir. Evaporatr ve kondenser ksmlar boru aplar

ayndr. Is borular yerekimi destekli olarak alacaklarndan fitil kullanlmamtr.

Is deitiricide kondenser ksm yukarda, evaporatr ksm aada olacakekilde

90o eim as ile konumlandrlmtr.

Is deitiricisinde kullanlan s borular ile ilgili fiziksel byklkleri aadaverilmitir.

Boru et kalnl: t = 0,75 mm

D ap: D = 16,0 mm

ap: d =14,5 mm

Evaporatr uzunluu: levp = 145 mm

Kondenser uzunluu: lkon = 100 mm

Adyabatik blge uzunluu: lady = 5 mmKanat kalnl: tkanat = 0,4 mm

Kanatlar aras mesafe: x = 10 mm

Evaporatr blgesinde baca gaz ak kesiti 145*165 mmdir Evaporatr ksmnda

paslanmaz elik kanat vardr. Kondenser ksmnda ise kullanlmamtr. ekil 3.6da

IBIGK sisteminin evaporatr ve kondenser blgeleri grnmektedir. Burada kanatl

ksm evaporatr blgesi, kanatsz olan ksm ise kondenser blgesidir. Evaporatr

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

60/125

44

ksmnn alt ksmnda akkan arjnn yapld, arj ileminden sonra pin-of

pensesi ile ezilip kaynaklanan boru uzantlar grlmektedir. Ezme ilemi, ierideki

vakumun kaynak ilemi srasnda azalmamas iin farkl iki yerden yaplmtr.

ekil 3.6. IBIGK sisteminin evaporatr ve kondenser blgeleri

Is transferi ve basn dm dikkate alndnda, s borulu s deitiricilerinde

kart akl sistemlerin, paralel akl sistemlere oranla (hem apraz hem de dz sral

durumlar iin) daha verimli olmaktadr (Hsieh, 1988; ve Huang, 1990). Bu almada

da IBIGK sistemi kart akl olarak dzenlenmitir.

Is borularnn dzenlenmesinde apraz veya dz sral dzenlemeler

yaplabilmektedir. Ancaks geri kazanm sisteminin neden olaca basn kayb ve

kazanlardaki baca gazndan geri kazanm salanaca ve bu nedenle oluabilecek

kirlilikler dikkate alnarak, s borularnn dz sral olarak dzenlemesi yaplmtr.

Kondenser blgesinde, s borularndan suya olan s transferini artrmak iin borular

arasna ynlendirme plakalar yerletirilmitir. Bu ynlendirme plakalarekil 3.7de

grlmektedir.

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

61/125

45

Bu almada da, s borularnn ii literatre uygun olarak % 10 orannda asit ieren

asitli su ile temizlenip i akkan ile ykanmtr. Her bir s borusunun ii vakum

pompas ile youmayan gazlardan arndrmak iin 160 tora kadar vakumlanp,

evaporatr blgesi hacminin % 50si orannda alma akkan olarak saf su

konulmutur. arj ileminden sonra s borusu ierisindeki vakum seviyesi

deimeden zel sktrma pensesi (pin-of) ile ezilip oksi-asetilen kayna ile

kapatlmtr.

Deneylerde baca gaz yerine scak hava kullanlmtr. Hava scakl 125, 150, 175,

200, 225 ve 250 oC scaklklarnda, elektrikli stclarla ve ayarl bir trafo ile

istenilen deerlere ayarlanmtr. Baca gaz hz, devri ayarlanabilen bir fan

yardmyla 1, 1,5, 2, 2,5 3, 3,5 ve 4 m/s hzlarnda istenilen deerlere ayarlanmtr.

Kondenser ksmndaki soutma suyu debisi 0,065 kg/s ve 0,13 kg/s debilerinde sabit

olarak tutulmutur. Soutma suyu scakl 20 oC ve 33 oC deerlerinde allmtr.

20 oC su scakl ebeke suyu scakl ve 33 oC ise herhangi bir sistemde ssn

verip, souyarak kazana geri dnen akkan scakl olarak seilmitir.

Su k

Su k

Su girii

Su girii

Gazk

Gazgirii

T

T

T

T

P VP

T

T

T

T

T

ekil 3.7. IBIGK nitesinde lm yaplan noktalar(T; Scaklk, P; basn, V; Hz lm noktalar)

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

62/125

46

Deneysel almada IBIGK sisteminde yaplan lmeler iin, lm noktalarnn

konumu ekil 3.7.de verilmitir. Deney dzenei, ekil 3.8.de ematik olarak ve

ekil 3.9.de de fotoraf olarak grlmektedir.

IBIGK nitesinde, evaporatr ve kondenser blgelerindeki eitli noktalardan K tipi

sl iftlerle scaklk lmleri yaplmtr. Isl iftlerden gelen sinyallerin scaklk

olarak okunmas, Almemo 5990-2 tipi, ok kanall veri kaydedici ile salanmtr.

Baca gaz hz ile s deitiricisinin neden olduu basn kayb da ayrca

llmtr. Bu lmlerin yaplmasnda, Testo 454 veri kaydedici uygun proplar

ile birlikte kullanlmtr. Is deitiricisinin kondenser ksmnda sy alan suyun

sirklasyonu kk bir pompa ile salanm ve su debisi de debimetre ile

llmtr.

ekil 3.8. Deney dzeneinin ematik olarak grn

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

63/125

47

ekil 3.9. Deney dzeneinin grnm

ekil 3.10. Is borularnn vakuma alnmasnda kullanlan vakum pompas

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

64/125

48

IBIGK nitesinin neden olduu basn kayb s deitirici ncesi ve sonrasndaki

deitiricisinin evaporatr blgesi iin etkinlik;

basn fark uygun bir cihazla llerek saptanmtr. Is deitiricisi etkinlii

evaporatr ve kondenser blgeleri iin (3.10) ve (3.11) eitlikleri ile ayr ayr

hesaplanabilir (Azad vd. 1985).

Is

( )1,su1,gazmin2,gaz1,gazgaz

eTT.C

TT.C

= (3.10)

Is deitiricisinin kondenser blgesi iin etkinlik;

( )( )1,su1,gazmin

1,su2,susuc

TT.C

TT.C

= (3.11)

e burada Cmin;

(3.12)

min, scak ve souk akkanlardan hangisinin deeri en kkse o deer alnacan

IGK sistemlerinde scak ve souk akkanlarn ktlesel debileri ve s kapasiteleri

(3.13)

V

minpmin )Cm(C =

C

ifade etmektedir. Burada; 1 indisi girii, 2 indisi ise k gstermektedir.

IB

birbirine eit ise, scak ve souk akkan taraflarnn etkinlikleri de birbirine eit olur.

soguksicak =

1cm

cm

soguk,psoguk

sicak,psicak = (3.14)

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

65/125

49

ok sral IBIGK sistemlerinde elde edilebilecek maksimum etkinlik, n

deitiricideki sra saysn gstermek zere Niro ve Baretta (1992) tarafndan;

1n

nmax +

= (3.15)

olduu bildirilmitir. Bu durumda scak ve souk akkanlar iin;

soguksoguksicaksicak cmcm = (3.16)

olduu dikkatlerden karlmamaldr. Bu koullarda sra says ile, s deitiriciden

elde edilebilecek maksimum etkinliin deiimi ekil 3.11da grlmektedir.

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Sra Says

MaksimumVerimlilik

ekil 3.11. Sra says ile s deitiriciden elde edilebilecek maksimum etkinliindeiimi.

Eitlik 3,15den yararlanarak izilen ekil 3.10.dan aka grld gibi

evaporatr ve kondenser blgelerinden akan akkanlarn sl kapasiteleri birbirine

eit olduunda, ok sral sistemlerde, 810 sra uygun sra says olarak alnabilir.

Bu durumdaki verimlilik, yaklak % 90dr. Sra saysn daha fazla yaplmas,

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

66/125

50

sistemin maliyetini artmasna neden olacak, ancak verimlilikteki artta dikkate deer

bir artma gzlenemeyecektir.

3.7. IBIGK Sisteminin Termodinamik Analizi

Is borusu ierisindeki buhar aknn termodinamik evrimi ekil 3.12.de T-s

diyagram olarak grlmektedir (Khalkhali vd., 1999). almann

basitletirilebilmesi iin aadaki kabuller yaplmtr:

- Is borusu kararl durumda almaktadr.

- Buhar ak olduka kk Reynolds says ile akmaktadr.

- hmal edilebilir derecede scaklk art olmaktadr

- Tama blgesinde buharlama ve youma olmamaktadr. yani s borusu

ii doymu haldedir.

ekil. 3.12. Is borusu ierisindeki akkann Termodinamik evrimi (Khalkhali,

1999)

ekil 3.12.de verilen diyagramdaki, (12) blgesi evaporatrden kondensere buhar

aknn olduu blgedir. (23) blgesi kondenserden s atlmas, (34) blgesi

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

67/125

51

kondenserden evaporatre akkann tanmas ve (41) blgesi de evaporatrdeki

buharlamay gstermektedir.

eitli sistemlerde ekserji kaybna neden olan durumlar; srtnme kayplar, scaklk

farkndan dolay oluan s transferi, genleme veya sktrma vb. olaylardr. Saf bir

maddenin ekserjisi aadaki gibi yazlabilir (engel ve Boles 1996).

( ) ( ) gz2

VssThh

2

000 ++= (3.17)

Bu eitlikteki, (2

V 2 ) kinetik enerji ve ( ) potansiyel enerji terimleri ihmal edilirse;gz

( ) ( ooo ssThh )= (3.18)

eitlii elde edilir. Bu eitlikteki ho ve so terimleri akkann evre scaklndaki

entalpi ve entropisini, To ise evre scakln ifade etmektedir.

IBIGK sistemi termodinamik olarak, srekli akl ak bir sistemdir. Bu sistemlerde

akkann kontrol hacminde srekli bir ak vardr. Akkann zellikleri, kontrol

hacmi iinde bir noktadan dierine farkllklar gsterebilir. Fakat verilen bir noktada

zamanla deimez (engel ve Boles, 1996).

Is geri kazanm sisteminin her blm ayr bir kontrol eleman olarak kabul edilip

tersinmezlik veya ekserji kayb

aa

da verildii gibi yaz

labilir.

+

= W

T

T1Q

T

T1Qmm

o

g

ogg

&& (3.19)

Is borulu s geri kazanm sisteminin ekserji analizi yaplrken aadaki kabuller

yaplmtr:

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

68/125

52

- Sistem ile evre arasndaki s alverii ihmal edilmitir.

- Sistem elemanlarndaki, boru ve kanallardaki srtnmeler, basn ve hz

kayplar ihmal edilmitir.

Sistemin ekserji analizini yapabilmek iin sistem iki ksmda ele alnmtr.

Bunlardan birincisi IBIGK sistemine s veren baca ksmdr. kincisi ise IBIGK

sisteminden s eken su ksmdr. Bunlardan ilki sistemin evaporatr blgesini,

ikincisi ise kondenser blgesini kapsamaktadr.

Evaporatr ksmnda (baca gaz tarafnda) retilen entropi;

( ) ( 12021gaz ssThh += )

)

(3.20)

eitliinden bulunur.

Kondenser ksmnda (su tarafnda) retilen entropi ise;

( ) ( 43034su ssThh += (3.21)

eitliinden bulunabilir.

Sistemin Termodinamiin II. yasasna gre verimi ise (3.22) eitliinden

hesaplanabilmektedir.

gazgaz

susu

m

m

= (3.22)

3.8. IBIGK Sisteminin Ekonomik Analizi

IBIGK sistemi ekonomik ynden incelenirken, sistemin kurulmas ile ne gibi

yararlarnn olduuna baklr. Ekonomik yararlarnn yannda evreye olan

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

69/125

53

kirleticilikte de bir azalma oluacaktr. Bu yarar, belki dorudan ekonomik olarak

dikkate alnmasa dahi, dolayl ynden ekonomiye bir katksnn olaca muhakkaktr.

Bu sistemin herhangi bir kazan kna eklenmesi ile birlikte baca gaz scaklnda

bir azalma meydana gelecektir. Bu azalma sonucunda da kazan nceden yerine

getirmekte olduu fonksiyonunda hibir azalma olmadan yakt sarfiyatnda bir

tasarruf salanm olacaktr. Herhangi bir kazandaki baca kayb (3.23) eitlii ile

bulunabilir (zkan, 1984).

( )100

Hu

TTcVK.B

bg,pg =&

(3.23)

Burada, ve srasyla baca gaz zgl hacmini (NmgV& g,pc3/kg) ve zgl ssn

(kcal/Nm3), Tb ve T baca gaz ve evre scaklklarn, Hu ise kullanlan yaktn alt

sl deerini (kcal/kg) ifade etmektedir. Buradaki baca gaz zgl hacmi ise (3.24)

eitliinden bulunabilir (Eker, 1975).

( ) minmin.gg L1VV += && (3.24)

Eitliinden bulunabilir. Buradaki kazanda kullanlan yakt iin hava fazlalk

katsays, teorik baca gaz miktardr. Lmin.gV& min ise yanma iin gerekli teorik hava

miktar olup (3.25) eitliinden, ise (3.26) eitliinden (sv yaktlar iin)

bulunabilir (Eker, 1975).

min.gV&

38,1Hu1000

238,1Lmin = (3.25)

77,3Hu1000

548,1V min,g =& (3.26)

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

70/125

54

Bu eitlikler yardmyla, IBIGK sisteminin herhangi bir sisteme monte edilmeden

nceki ve sonraki baca kayplar (3.23) eitliinden, kazan veriminde salanacak ek

verim hesaplanabilir. Buradan da sistemin alma sresi dikkate alnarak, salanan

enerji tasarrufu miktar hesaplanabilecektir.

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

71/125

55

4. ARATIRMA BULGULARI

4.1. Is Borusunun Deneysel Sonular

Teks borusu ile yaplan deneysel almalar, s borusunun evaporatr ksmna 200-

3000 W arass verilerek yaplmtr. Is borusu 0, 15, 30, 45, 60, 75 ve 90 derece

eim alarnda altrlmtr. Kondenser ksmnda sistemden sy eken suyun

debisi 10, 15, 20, 25, 25, 30, 35 ve 40 l/h aralklarnda ayarlanarak, scaklk dalm

gzlenmitir. Yaplan almada, 0 eim asnda sadece 200 W s yk

uygulanarak, 15o ile 90 arasndaki eim alarnda ise 200, 500, 900, 1400, 2100 ve

3000 W s yklerinde deneyler yaplmtr.

4.1.1. Yzey Scaklklarnn Deiimi

Is borusu zerindeki lm noktalar ekil 4.1.de grlmektedir. Scaklk

diyagramlarndaki 1 noktas evaporatr blgesi balangcndaki ve 9 noktas

kondenser blgesindeki en u lm noktasn gstermektedir. lm noktalar:

- Evaporatr blgesi zerindeki lm noktalar: (1), (2), (3), (4) noktalar,

- Adyabatik blgedeki lm noktas: (5) noktas,

- Kondenser blgesi zerindeki lm noktalar: (6), (7), (8), (9) noktalardr.

- Is borusu i scakl (10) noktasndan llmtr.

- Su giri ve k scaklklar (11) ve (12) noktalarndan llmtr.

ekil 4.1. Is borusu zerindeki lm noktalar

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

72/125

56

30

50

70

90

110

1 2 3 4 5 6 7 8 9

lm noktalar

Scaklk(C)

40 l/h

35 l/h

30 l/h

25 l/h

20 l/h

15 l/h

10 l/h

ekil 4.2. Yatay konumda, 200 W s yknde, s borusunun eitli noktalarndallen yzey scaklklar

ekil 4.2. ile ekil 4.8. arasndaki ekillerde, s borusunun evaporatr blgesine

200W s yk uyguland durumda, s borusu zerindeki eitli noktalardan

llen scaklk deerleri grlmektedir. Burada verilen diyagramlar eim asnn 0

ile 90 aralnda 15 aralklarla yaplan deneylerden alnan sonulardr.

Diyagramlardan grld gibi, evaporatr blgesindeki scaklk dalm 0 eim

as hari olmak zere yaklak birbirine yakn deerlerde llmtr (ekil 4.2).

Yatay konumda yani 0 eim asndaki almada evaporatr blgesi yzey scakl

zellikle 1 noktasnda dier lm noktalarna oranla ok daha fazla llmtr.

nk s borusu yatay konumda olduu iin evaporatr blgesinin zellikle ilk

ksmlarndan kondensere yeteri kadar s transfer edilemediinden 1 noktasnda

yzey scakl dier noktalara oranla ok fazla olarak llmtr.

Soutma suyunun debisinin azalmasyla, kondenseri terk eden su scakl da

artmtr. Bu nedenle, kondenser blgesi yzey scakl da greceli olarak artmtr.

Is borusunun 1590 eimleri arasndaki almalarda ekillerden de grlecei gibi,

8/7/2019 BORULU ISITMAXXXXX

73/125

57

evaporatr ve kondenser blgelerindeki scaklklar yaklak birbirlerine yakn

deerlerde bulunmutur.

30

40

50

60

70

1 2 3 4 5 6 7 8 9

lm noktalar

Scaklk(C)

40 l/h

35 l/h

30 l/h

25 l/h