Faz değişimlerinde basınç kayıplarının incelenmesi

Abstract

Endüstride petrokimyasal santral boyler ve konderserleri, soğutma ve klima cihazları, nükleer reaktörler ve ısı pompaları gibi pek çok sistem, faz değişimlerine göre çalışmakta veya faz değişiminden hem fiziksel hem de ekonomik yönden olumsuz olarak etkilenmektedir. Çünkü yapılan çalışmalar sonucunda faz değişiminden kaynaklanan basınç kayıplarının, hem daha güçlü bir pompa satın alınmasına, dolayısıyla cihaz ve elektrik masraflarının artmasına hem de belli bir değerden sonra boğulma yaratarak boru malzemesinde hasar meydana gelmesine neden olduğu gözlemlenmiş ve bunların kontrol altında tutulmasına çalışılmıştır. Bu çalışmada, kaynama halinde çeşitli korelasyonlar kullanılarak basınç kayıpları hesaplanmakta ve sonuçlar bazı kaynaklardan elde edilmiş deneysel datalarla kıyaslanmakta olup amaç deneysel datalara en yakın sonuçlan elde etmektir. Çalışma sunulurken önce akım şekilleri ve temel denklemlerden sonra da hesaplamalarda kullanılan korelasyonlardan bahsedilmiş, Heterojen Model baz alınarak hesap yapılmış ve bulunan sonuçlar, "Basınç kaybı - kütlesel akı", "Basınç kaybı - kuruluk derecesi" ve "Tahmin edilen basınç kaybı - ölçülen basınç kaybı" adlı grafiklerde çeşitli kaynaklardaki deneysel datalarla karşılaştırılmıştır. Yapılan hesaplamalarda Baroczy metoduyla bulunan değerlerin, G = 201,3 kg/m2s'lik kütlesel akı için ölçülmüş olan 23400 Pa'lık basınç kaybı değeri hariç, ölçülmüş diğer tüm deneysel datalara yaklaştığı gözlemlenmiştir. Ayrıca, "Basınç kaybı - kütlesel akı" grafiğinde artan kütlesel akıya bağlı olarak basınç kaybı da artmakta olup "Basınç kaybı - kuruluk derecesi" grafiğinde ise artan kuruluk derecesine bağlı olarak basınç kaybı hızlı bir şekilde artıp maksimum yaptıktan sonra azalmaktadır. "Tahmin edilen basınç kaybı - ölçülen basınç kaybı" adlı grafikte ise gerçeğe en yakın sonuçlar +%20 ile -%20 aralığında kabul edilmekte buna göre G = 398,74 kg/m2s ve G - 203,78 kg/m2s'lik debilerde gözlemlenen basınç kayıpları bu aralıkta kalmaktadır. Anahtar Kelimeler : Basınç kaybı, kütlesel akı, kuruluk derecesi, faz değişimi, maliyet. xııı